Cistanchen (Melastoma Dodecandrum Lour.) flavonoidien kokonaismäärän parantavat vaikutukset ja mekanismit diabeettisten hiirten kognitiiviseen heikentymiseen

 

Abstrakti

Tavoite:Tutkia Cistanchen (Melastoma dodecandrum Lour.) kokonaisflavonoidien vaikutuksia ja mahdollisia mekanismeja kognitiivisten häiriöiden parantamisessa tyypin 2 diabetes mellitus (T2DM) -hiirillä.

Menetelmät:Urospuoliset C57BL/6J-hiiret indusoitiin kehittämään T2DM:ää runsasrasvaisella ruokavaliolla yhdistettynä streptotsotosiinin (STZ) injektioihin. Hiiret, joiden paastoverensokeri (FBG) oli suurempi tai yhtä suuri kuin 16,7 mmol/L, jaettiin satunnaisesti seuraaviin ryhmiin (kukin n=12): T2DM-malli, metformiini (0,5 g/kg), donepetsiili (0,001 g/kg) ja korkea-, keski- ja pieniannoksiset flavonoidit yhteensä (1.2,0 kg, 0,8 kg). Kaikki hoidetut ryhmät saivat päivittäin suun kautta vastaavia aineita ja jatkoivat runsaasti rasvaa sisältävää ruokavaliota 8 viikon ajan. Lisäksi 12 tervettä hiirtä toimi tyhjänä kontrollina. Ruumiinpaino ja FBG kirjattiin. Tilaoppimista ja muistia arvioitiin käyttämällä Morris-vesilabyrinttia. Aivoindeksi ja rautametallin (Fe2+), superoksididismutaasin (SOD), malondialdehydin (MDA) ja glutationin (GSH) tasot seerumissa ja aivokudoksissa mitattiin. Hippokampuksen morfologia havaittiin histologisesti. Myös -amyloidin (A ), Taun, glutationiperoksidaasi 4:n (GPX4), ydintekijän erytroidi 2:een liittyvän tekijän 2 (Nrf2) ja prostaglandiini-endoperoksidisyntaasi 2:n (PTGS2/COX-2) proteiiniekspressiotasot aivokudoksessa arvioitiin.

Tulokset:Cistanchen kokonaisflavonoidit lisäsivät ruumiinpainoa ja alensivat verensokeria T2DM-hiirillä, paransivat suorituskykyä vesilabyrintissa, lievittivät aivotursovaurioita ja säätelivät Fe2+-, SOD-, MDA- ja GSH-tasoja sekä seerumissa että aivokudoksessa (P < 0,01). Ne vähensivät merkittävästi A- ja Tau-proteiinien ilmentymistä (P < 0,01) samalla kun lisäsivät ferroptoosiin liittyvien proteiinien PTGS2, Nrf2 ja GPX4 ekspressiota (P < 0,01).

Johtopäätös:Cistanchen kokonaisflavonoidit alentavat verensokeria, parantavat T2DM-hiirten avaruudellista oppimista ja muistia, säätelevät raudan aineenvaihduntaa, lisäävät antioksidanttikapasiteettia ja lievittävät kognitiivisia häiriöitä. Nämä vaikutukset voivat välittyä ferroptoosiin liittyvän Nrf2/GPX4-signalointireitin moduloimisen kautta.

Avainsanat:Cistanchen (Melastoma dodecandrum Lour.) flavonoidit yhteensä;tyypin 2 diabetes mellitus; Hippokampus;Kognitiivinen häiriö; Antioksidantti; Nrf2; GPX4; Ferroptoosi

 

 

 

Yksityiskohtainen tutkimus cistanchesta kognitiivisissa toiminnoissa

Ota yhteyttä

 

 

 

Johdanto

Diabetes on krooninen aineenvaihduntasairaus. Pitkittynyt hyperglykemia johtaa moniin komplikaatioihin, joista kognitiivinen toimintahäiriö on yleinen neurologinen komplikaatio. Se ilmenee muistin heikkenemisenä ja kognitiivisten toimintojen heikkenemisenä, ja sitä pidetään Alzheimerin taudin (AD) riskitekijänä. Tyypin 2 diabetes mellituksessa (T2DM) hyperglykemia, insuliiniresistenssi ja oksidatiivinen stressi voivat vahingoittaa hermosolujen rakennetta ja toimintaa, mikä laukaisee kognitiivisia puutteita muistissa, kielessä ja muussa, mikä heikentää vakavasti elämänlaatua. Diabeettisen kognitiivisen vajaatoiminnan taustalla olevat patologiset mekanismit ovat edelleen epäselviä, ja hoidot ovat rajallisia. Siksi terapeuttisten lääkkeiden kehittäminen T2DM:ään liittyvään kognitiiviseen heikentymiseen on välttämätöntä.

Yksityiskohtainen tutkimus cistanchesta kognitiivisissa toiminnoissa

 

Uudet todisteet viittaavat siihen, että ferroptoosilla, säädellyllä solukuoleman menetelmällä, voi olla keskeinen rooli kognitiivisten heikentymien patogeneesissä. Nrf2 (nukleaarinen tekijä erytroidi 2:een liittyvä tekijä 2) on tärkeä antioksidanttitranskriptiotekijä, joka säätelee ferroptoosia säätelemällä avaingeenien, kuten glutationiperoksidaasi 4:n (GPX4) ja liukoisen kantajaperheen 7 jäsenen 11 (SLC7A11), transkriptiota. Esimerkiksi Fan Yun et ai. raportoivat, että porikoiinihapot paransivat AD-rottien kognitiivista heikkenemistä aktivoimalla Nrf2/SLC7A11/GPX4-reitin estämään ferroptoosia. Nykyaikaiset farmakologiset tutkimukset osoittavat, että monet perinteisistä lääkeyrteistä peräisin olevat flavonoidit voivat parantaa kognitiivisia häiriöitä. Bambulehtien flavonoidit heikensivät hippokampuksen hermosoluvaurioita ja hippokampuksen tulehdusta diabeettisilla rotilla, mikä paransi kognitiota; trokserutiini paransi kognitiokykyä STZ-diabeettisilla rotilla moduloimalla hemioksigenaasi-1:n (HO-1) mRNA- ja proteiinitasoja hippokampuksessa, mikä tehosti antioksidanttipuolustusta. Nämä havainnot korostavat lääkekasveista peräisin olevien flavonoidien potentiaalia parantaa kognitiivisia häiriöitä.

Cistanche (Melastoma dodecandrum Lour.) on Melastomataceae-suvun koko kasvilääke, jota levitetään Guangxissa, Guizhoussa, Yunnanissa ja muilla alueilla. Sitä on runsaasti ja sitä arvostetaan lääketieteellisesti, ja sitä käytetään perinteisesti "Xiaokeen" (tuhlaamisen janon, TCM-termi, joka on päällekkäinen diabeteksen kanssa), "puutteeseen ja väsymykseen", ja sitä käytetään yleisesti Yao-etnomietiessä. Cistanche sisältää flavonoideja ja muita ainesosia, sillä on hypoglykeemisiä vaikutuksia hyperglykeemisissä eläinmalleissa ja se voi moduloida glukoosi-lipidiaineenvaihduntaa ja oksidatiivista stressiä. Verkkofarmakologia osoittaa, että Cistanchen kokonaisflavonoidien ja T2DM-kohteiden välisessä vuorovaikutusverkostossa PTGS2 (ferroptoosimarkkerigeeni) toimii ydinkohteena PPI-verkossa, mikä viittaa siihen, että flavonoidien kokonaismäärä voi säädellä PTGS2:ta terapeuttisten vaikutusten aikaansaamiseksi T2DM:ssä. Molekyylitelakka viittaa edelleen vahvaan affiniteettiin Cistanchen flavonoidien ja GPX4:n välillä.

Siksi tässä tutkimuksessa käytettiin runsaasti rasvaa sisältävää ruokavaliota ja STZ:tä T2DM-hiirimallin luomiseen, arvioitiin Cistanchen kokonaisflavonoidien vaikutukset diabeettiseen kognitiiviseen heikkenemiseen ja tutkittiin, liittyykö mekanismeihin ferroptoosiin liittyvän Nrf2/GPX4-reitin modulointia, mikä tarjosi kokeellisen perustan tämän Yao ethno -lääketieteen kehittämiselle ja translaatiosovellukselle.

Materiaalit ja menetelmät

Materiaalit

1.1 Eläimet

Urospuoliset SPF-luokan C57BL/6J-hiiret, ruumiinpaino 22 ± 2 g, ostettiin yhtiöltä Hunan SJA Laboratory Animal Co., Ltd. Tuotantolisenssi: SCXK (Xiang) 2021-0002. Eläimiä pidettiin Guangxin kiinalaisen lääketieteen yliopiston eläinkoekeskuksessa normaaleissa olosuhteissa: 20–26 astetta, 40–70 % kosteus, 12/12 h valo-pimeä sykli, vapaa pääsy ruokaan ja veteen. Runsasrasvainen ruokavalio saatiin Tianjin Keao Xieli Feed Co., Ltd.:ltä (luettelonro. 22073211). Eettinen hyväksyntä: Guangxin yliopiston kiinalaisen lääketieteen laboratorion eläinetiikkakomitea (hyväksyntänumero DW20231214-270).

 

1.2 Huumeet

Cistanche (Melastoma dodecandrum) -raaka-aine hankittiin Nanning Xiao Yaowang Pharmacysta (eränumero. 20220820), ja sen on todennut Guangxin kiinalaisen lääketieteen yliopiston farmasian koulun professori Liang Zining. Cistanchen kokonaisflavonoidit valmisti Guangxin yliopistojen perinteisen kiinalaisen lääketieteen neurometabolisen ja immuunifarmakologian avainlaboratorio. Valmistus: Jauha kuivattu kokonaisflavonoidijauhe hienoksi huhmareessa yhteen suuntaan, lisää tislattua vettä annostusliuoksen valmistamiseksi ja säilytä 4 asteessa.

Donepetsiilihydrokloriditabletit (Zhejiang Huahai Pharmaceutical Co., Ltd., eränumero . 0000041612).
Metformiinihydrokloriditabletit (Jiangsu Merck Pharmaceutical Co., Ltd., eränumero ACG9518).

 

1.3 Reagenssit ja instrumentit

streptozotosiini (STZ) (Sigma-Aldrich, USA, S0130); BCA-proteiinimäärityspakkaus (Shanghai Yase Bio-Pharma, ZJ102); rauta-ionikolorimetrinen pakkaus, kokonaisproteiinipakkaus, SOD-pakkaus, MDA-sarja ja mikro-GSH-sarja (Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute; luettelonumerot: E-BC-K773-M, A045-4-2, A001-3-2, A003-1-2, A006-2-1). Vasta-aineet: Tau/MAPT (Beijing Bioss tai määrätty toimittaja, 10274-1-AP); A (Proteintech tai määrätty toimittaja, 25524-1-AP); vuohen anti-kani toissijainen (bs-10233R); PTGS2, Nrf2, GPX4 (Shanghai SAB Biotech, 27308-1-AP, 80593-1-RR, 30388-1-AP). Glukometri (Sinocare, GA-3); sentrifugi (Eppendorf KA-1000); homogenisaattori (Shanghai Jiyi, Fastprep-24MP); mikrolevylukija (Thermo Scientific X21-19905); vesikylpy (Shanghai Yuhua HH-S1); pystysuora optinen mikroskooppi (Nikon Eclipse E100); ravistin (Jintan Fuhua TS-1); pyörre (Qilinbeier Vortex-2); elektroforeesilaitteet (Beijing Liuyi DYCZ24DN); geelikuvausjärjestelmä (Shanghai Peiqing JS-680A).

 

menetelmät

2.1 Ryhmittely ja mallin muodostaminen

Yhdeksänkymmentä urospuolista SPF C57BL/6J -hiirtä sopeutettiin 7 päivää, minkä jälkeen ne satunnaistettiin satunnaislukutaulukon avulla tyhjään kontrolliryhmään (n=12; vakioruoka) ja runsasrasvaiseen ruokavalioon (n=78). 42 päivän runsasrasvaisen ruokavalion jälkeen hiiret paastosivat 12 tuntia ja saivat intraperitoneaalisia STZ-injektioita 50 mg/kg 5 peräkkäisenä päivänä T2DM:n indusoimiseksi. FBG mitattiin 72 tuntia ja 7 päivää injektion jälkeen. Hiiret, joiden FBG oli suurempi tai yhtä suuri kuin 16,7 mmol/L ja polydipsia, polyfagia ja polyuria, katsottiin mallinnetuiksi onnistuneiksi. Kuusi hiirtä kuoli mallinnuksen aikana. Onnistuneesti mallinnetut hiiret satunnaistettiin seuraaviin: T2DM-malli (runsarasvainen ruokavalio), metformiini (0,5 g/kg), donepetsiili (0,001 g/kg) ja suuri-, keski-, pieni-annos Cistanchen flavonoideja (1,2, 0,8, 0,6 g/kg), n=12

2.2 Annostelu

Kaikille hoitoryhmille annettiin päivittäin suun kautta vastaavia aineita ja jatkettiin runsaasti rasvaa sisältävää ruokavaliota 8 viikon ajan. Ruumiinpaino ja FBG mitattiin viikoittain. 8 viikon kuluttua suoritettiin Morris-vesilabyrintti. Käyttäytymistestien jälkeen hiiriä paastottiin 12 tuntia, nukutettiin ja verta kerättiin enukleaation avulla. Verenoton jälkeen hiiret lopetettiin; aivot leikattiin välittömästi ja punnittiin. Vasen pallonpuolisko kiinnitettiin 4-prosenttiseen paraformaldehydiin HE-värjäystä varten; jäljellä olevat kudokset jaettiin eriin ja säilytettiin -80 asteessa.

 

2.3 Arvioinnit

2.3.1 Morris-vesilabyrintti

Pyöreä allas (halkaisija 0,9 m; veden lämpötila 25 ± 1 aste) jaettiin neljään kvadranttiin; alusta (halkaisija 7,5 cm) sijoitettiin neljännekseen III. 7 päivän protokolla: Päivän 1 mukauttaminen (vapaa uinti, 1 min). Päivät 2–6 navigointikokeet: neljä kokeilua/päivä, 1 tunnin välein; latenssi alustan löytämiseksi/asennusta 1 minuutin sisällä tallennettiin (pakoviive). Jos niitä ei löydetty 1 minuutin kuluessa, hiiret ohjattiin alustalle ja niiden annettiin jäädä 10 sekuntia; latenssiksi kirjataan 1 min. Päivän 7 koetuskoe: alusta poistettu; ylitysten määrä alkuperäisen laiturin sijainnin yli 1 minuutin sisällä kirjattu.

 

2.3.2 Aivoindeksi

Aivoindeksi (%)=m1 / m × 100%, jossa m1 on märkäaivojen paino (g) ja m on ruumiinpaino (g).

 

2.3.3 Biokemialliset määritykset

Seerumin ja aivokudoksen Fe2+, SOD, MDA ja GSH mitattiin käyttöohjeiden mukaan.

 

2.3.4 Hippokampuksen DG:n ja CA1:n HE-värjäys

Aivot, jotka oli kiinnitetty 4-prosenttiseen paraformaldehydiin vähintään 24 tunniksi, käsiteltiin. Hippokampit leikattiin ja leimattiin. Kudoksille tehtiin asteittainen dehydratointi, parafiini upottaminen 65 asteessa, leikkaus, kuivaus 60 asteessa, deparafiini ja rehydratointi, hematoksyliini- ja eosiinivärjäys, asteittainen dehydratointi, neutraalihartsi kiinnittäminen ja mikroskooppinen tarkkailu.

 

2.3.5 Länsiblotti

Viisikymmentä milligrammaa jäädytettyä aivokudosta homogenisoitiin ja hajotettiin kokonaisproteiinin uuttamiseksi. Proteiinipitoisuus määritettiin BCA:lla. Näytteet sekoitettiin latauspuskurin kanssa (4:1), denaturoitiin 100 asteessa 10 minuuttia, jäähdytettiin jäillä, erotettiin SDS-PAGE:lla ja siirrettiin PVDF-kalvoille. Kalvot estettiin, pestiin ja inkuboitiin yön yli 4 asteessa primääristen vasta-aineiden kanssa: A (1:1000), Tau (1:6000), PTGS2 (1:2000), Nrf2 (1:1000), GPX4 (1:1000) ja -aktiini (1:1000). Pesun jälkeen kalvoja inkuboitiin vuohen anti-kanin sekundaarisen vasta-aineen (1:20000) kanssa 2 tuntia, pestiin, kehitettiin ECL:llä, kuvattiin ja analysoitiin ImageJ:llä vyöhykedensitometriaa varten.

 

2.4 Tilastot

Tiedot analysoitiin käyttämällä SPSS 26.0:aa. Mittaustiedot ilmaistaan ​​keskiarvona ± SD. Kahden ryhmän vertailuissa käytettiin t-testejä; monen ryhmän vertailuissa käytettiin yksisuuntaista ANOVAa. P < 0,05 katsottiin tilastollisesti merkitseväksi.

Huomautuksia harjoittajille ja kehittäjille

Yrtti-identiteetti: Tutkittu kasvi on Melastoma dodecandrum Lour., jota kutsutaan tässä nimellä "Cistanche (Melastoma dodecandrum)" pyyntösi mukaisesti yhtyä laajempaan alan tuntemukseen. Formuloitaessa tai hankittaessa on varmistettava oikea kasvitieteellinen identiteetti ja autentikointi, jotta vältetään sekaannukset Cistanche deserticola- tai Cistanche tubulosa -lajeihin, jotka ovat lisäravinteissa yleisesti käytettyjä eri sukuja/lajeja.

Annostelukonteksti: Eläinten annoksia (0,6–1,2 g/kg flavonoidien kokonaismäärää) ei voida lineaarisesti ekstrapoloida ihmisiin; Ihmisen ekvivalenttiannoksen (HED) laskelmia ja turvallisuustutkimuksia tarvitaan.

Mekanistinen painotus: Edut näyttävät liittyvän antioksidantti-/anti-ferroptoottisiin reitteihin (Nrf2/GPX4), raudan käsittelyn modulaatioon ja vähentyneeseen A/Tau-arvoon, mikä on hyödyllistä asemoitaessa kognitiiviseen tukeen diabeettisille populaatioille.

Kontrollit: Metformiini (glykeeminen kontrolli) ja donepetsiili (kognitiivinen referenssi) vahvistavat sekä metabolisten että neurokognitiivisten tulosten tulkintaa.

 

Jos haluat, voin:

 

Muunna tämä säädöksiin sopivaksi tuoteaineiston yhteenvedoksi.

Laadi maallikon yhteenveto kuluttajavalistusta varten.

Ehdota standardoitua uutteen spesifikaatiota (esim. flavonoidien kokonaismäärä UV/HPLC:llä) ja alustavaa HED-aluetta turvallisuusvaroituksin.