Epigallokatekiini-3-gallaatti paransi raudan kertymistä ja apoptoosia sekä edisti hermosolujen uusiutumista ja muistia/kognitiivisia toimintoja aivotursossa, joka johtuu altistumisesta krooniselle korkean merenpinnan hypoksialle

Abstrakti

Pyrimme tutkimaan epigallokatekiini-3-gallaatin (EGCG) suojaavia vaikutuksia ja mahdollista hoitomekanismia kroonisen altistuksen eläinmallissa luonnollisessa korkean paikan hypoksiassa (HAH). Käyttäytymismuutokset arvioitiin Morris-vesilabyrinttitestillä. Raudan kerääntyminen hippokampukseen havaittiin käyttämällä DAB-parannettua Perl-värjäystä, MRI:tä, qPCR:ää ja kolorimetriaa, vastaavasti. Oksidatiivinen stressi (malondialdehydi, MDA), apoptoosi (kaspaasi-3) ja hermoston regeneraatio (aivoperäinen neurotrofinen tekijä, BDNF) havaittiin ELISA:lla ja Western blot -menetelmällä. Hermoston ultrarakenteiset muutokset arvioitiin transmissioelektronimikroskoopilla (TEM).

Apoptoosin ja muistin suhde on aina ollut yksi neurotieteilijöiden kuumista aiheista. Apoptoosi tarkoittaa säännöllistä solukuolemaa useiden sisäisten säätelymekanismien kautta. Normaalioloissa solujen apoptoosi ei aiheuta haittaa ihmiskeholle, mutta auttaa ylläpitämään hyvää terveyttä. Tietyissä patologisissa olosuhteissa hallitsematon apoptoosi voi kuitenkin johtaa erilaisten sairauksien esiintymiseen.

Samaan aikaan muistin on myös osoitettu liittyvän läheisesti solujen apoptoosiin. Jotkut tutkimukset viittaavat siihen, että sopivalla apoptoosilla on tärkeä rooli muistin muodostumisessa ja lujittamisessa. Tämä suhde noudattaa yksinkertaista sääntöä: jotkut tarpeettomat tai vanhentuneet neuronit puhdistuvat apoptoosin kautta, mikä luo lisää tilaa ja resursseja uusien hermosolujen muodostumiseen ja muistin varastointiin. Lisäksi sopiva apoptoosi voi myös suojata hermosoluja vaurioilta poistamalla myrkyllisiä proteiineja hermosoluista.

Jos apoptoosia on kuitenkin liikaa tai riittämätön, se vaikuttaa muistin normaaliin toimintaan. Liiallinen apoptoosi voi johtaa liialliseen neuronien menetykseen, mikä johtaa muistin menettämiseen. Toisaalta, jos apoptoosia ei ole riittävästi tyhjentämään tarpeettomia hermosoluja ja soluja, nämä solut kuluttavat liian vähän tilaa ja resursseja, mikä voi myös johtaa muistin heikkenemiseen. Siksi on välttämätöntä välttää liiallista tai riittämätöntä apoptoosia samalla kun säilytetään normaali apoptoosiaste.

Apoptoosi on monimutkainen biologinen prosessi, jossa on monia vaikuttavia tekijöitä. Vaikka suhdetta muistiin ei täysin ymmärretä, tämä ilmiö antaa meille mahdollisuuden saada syvempää ymmärrystä hermostoon ja avaa uusia mahdollisuuksia parantaa muistia. Yhteenvetona voidaan todeta, että sopivan apoptoosin hallitseminen on ratkaisevan tärkeää muistin terveydelle. Voidaan nähdä, että meidän on parannettava muistiamme. Cistanche deserticola voi parantaa muistia merkittävästi, koska Cistanche deserticola on perinteinen kiinalainen lääkeaine, jolla on monia ainutlaatuisia vaikutuksia, joista yksi on muistin parantaminen. Jauhetun lihan teho perustuu sen sisältämiin erilaisiin vaikuttaviin ainesosiin, mukaan lukien happo, polysakkaridit, flavonoidit jne. Nämä ainesosat voivat edistää aivojen terveyttä monin tavoin.

Napsauta tietää tapoja parantaa aivojen toimintaa

Tulokset osoittivat, että rottien oppimis- ja muistikyky heikkeni, kun ne altistettiin HAH-ympäristölle. Sitä seurasi raudan kertyminen, toimintahäiriöinen raudan aineenvaihdunta, vähentynyt BDNF ja MDA:n ja kaspaasin lisääntyminen-3. TEM vahvisti ultrarakenteiset muutokset hermosoluissa ja mitokondrioissa. EGCG vähensi HAH:n aiheuttamaa kognitiivista heikkenemistä, raudan kertymistä, oksidatiivista stressiä ja apoptoosia ja edisti hermosolujen regeneraatiota kroonista HAH-välitteistä hermovauriota vastaan.

Avainsanat
Korkea korkeus · Hypoksia · Kvantitatiivinen herkkyyskartoitus · Raudan kertyminen · Lääkeinterventio.

Johdanto
Ihmisen toiminta korkeilla alueilla (yli 3000 m) on viime aikoina lisääntynyt merkittävästi [1]. Maailman 140 miljoonasta ihmisestä, jotka elävät jatkuvasti korkealla [2, 3] ja muut matkailun tai rajojen puolustamisen vuoksi, 5–10 %:lla on riski sairastua krooniseen vuoristotautiin, jolle on ominaista liiallinen punasolutauti ja vaikea hypoksemia [4, 5]. . Aivot, yhtenä eniten happea kuluttavista elimistä, ovat herkkiä hypoksialle [6]. Lisäksi korkean korkeuden hypoksia (HAH) häiritsee vakavasti päähermosolujen rakenteellista eheyttä ja mitokondrioiden morfologiaa hippokampuksessa [7]. Kroonisen HAH-ympäristölle altistumisen aiheuttamia oireita ovat päänsärky, huimaus, unihäiriöt, väsymys ja henkisen keskittymiskyvyn puute [5, 8, 9]. Lisäksi HAH voi laukaista myös neurokognitiivisia toimintahäiriöitä, kuten spatiaalista oppimista, muistia ja mielialaa [10]. HAH:n aiheuttaman hermovaurion hoidosta on näin ollen tullut korkealla sijaitsevan lääketieteen huomion kohteena [11, 12].

On erittäin tärkeää löytää sopivia formulaatioita HAH:n aiheuttaman aivovaurion ehkäisyyn. Vihreän teen lehdet sisältävät (−)-epigallokatekiini-3-gallaattia (EGCG) (50–60 %), (−)-epigallokatekiinia (EGC) (15–20 %), (−)-epigalokatekiinia-3- gallaatti (EKG) (10–15 %) ja (−)-epikatekiini (EC) (5–10 %) [13, 14]. EGCG:llä, jota on raportoitu olevan enemmän vihreän teen lehdissä (7,1 g/100 g) kuin oolong-teetissä (3,4 g/100 g) ja mustassa teen lehdissä (1,1 g/100 g) [15], on voimakas antioksidanttiominaisuus. kahdeksaan hydroksyyliryhmään ja kahteen trifenoliryhmään sen perusrakenteessa [16, 17]. Lisäksi sen on osoitettu pystyvän ylittämään veri-aivoesteen ja saavuttamaan aivoparenkyymin eläinkokeissa [18, 19]. EGCG:n hermoja suojaavista mekanismeista, kuten metallin kelatointiominaisuuksista, oksidatiivisen stressin tukahduttamisesta, tulehduksesta, apoptoosista ja hermoregeneraation kiihtymisestä, on raportoitu [20–22]. Zhang et ai. tarkasteli EGCG:n vaikutusta moniin sairauksiin ja huomautti, että EGCG suojasi hermosoluja indusoimalla autofagiaa. He myös totesivat, että EGCG:n anti-inflammatoriset ja antioksidanttiset ominaisuudet olivat elintärkeitä sen suojaavan roolin kannalta keskushermoston sairauksissa [23].

Harvat tutkimukset ovat kuitenkin raportoineet EGCG:n hermoja suojaavasta vaikutuksesta kroonista HAH-välitteistä hermovauriota vastaan. Tämän aukon täyttämiseksi tässä tutkimuksessa loimme rottamallin kroonisesta altistumisesta luonnolliselle HAH-ympäristölle yrittääksemme varmistaa EGCG:n mahdollisen hoitomekanismin. Lisäksi käytimme kvantitatiivista herkkyyskartoitusta (QSM) gradienttikaiku-MRI:llä 7 T:ssä, mikä voi voittaa magneettikentän ei-paikallisen vaikutuksen ja tarjota kontrastimekanismin kudoksille in vivo aivojen rautapitoisuuden kvantifiointiin [24].
Materiaalit ja menetelmät

Eläimet

Yhteensä 120 urospuolista Sprague–Dawley-rottaa, jotka painoivat 130–150 g, hankittiin Chengdu Dashuo Laboratory Animal Co., Ltd:ltä. Niitä pidettiin eläinhuoneessa 18–22 asteessa 12 tunnin valo/pimeä-syklissä ruoan ja veden kanssa. tarjotaan ad libitum. Länsi-Kiinan sairaalan Animal Care and Use Committee on hyväksynyt kaikki eläimillä suoritetut toimenpiteet.

Opintojen suunnittelu

Rotat satunnaistettiin ja jaettiin neljään ryhmään. Hypoksiaryhmän ja h-EGCG-ryhmän rotat ruokittiin ja pidettiin Yushussa, Kiinassa 45 00 metrin korkeudessa. Normaalikorkeusryhmän (n-ryhmä) ja n-EGCG-ryhmän rotat ruokittiin Chengdussa, Kiinassa 500 metrin korkeudessa. Näille rotille annettiin normaalia ruokintaa yhden kuukauden ajan, mitä seurasi erilaisia ​​hoitoja. (1) Hypoksiaryhmä: rotille injektoitiin intraperitoneaalisesti joka päivä fysiologista suolaliuosta (0,9 %) kuukauden ajan. (2) h-EGCG-ryhmä: rotille injektoitiin intraperitoneaalisesti joka päivä 50 mg/kg EGCG:tä (puhtaus, 98 %; Cas, 989-51-5; Sigma-Aldrich; säilytetty 4 asteessa) kuukauden ajan. (3) n-ryhmä: rotille injektoitiin intraperitoneaalisesti joka päivä fysiologista suolaliuosta (0,9 %) yhden kuukauden ajan. (4) n-EGCG-ryhmä: rotille injektoitiin intraperitoneaalisesti joka päivä 50 mg/kg EGCG:tä yhden kuukauden ajan.

EGCG (5 mg/ml) liuotettiin veteen suhteessa 1:1. Rotille injektoitu tilavuus määritettiin rottien painon mukaan, joka saavutti lopullisen injektiomäärän 50 mg/kg. Tämän käsittelyn jälkeen joitain rottia käytettiin Morris-vesilabyrinttianalyysiin (n=10 kullekin ryhmälle) ja aivojen MRI-analyysiin (n=10 kullekin ryhmälle). Jotkut muut rotat tapettiin ja aivokudoksia kerättiin DAB-tehostetusta Perls-värjäyksestä (n=3 kullekin ryhmälle), Western blottausta, biokemiallisia arviointeja ja qPCR-määrityksiä varten (n=6 kullekin ryhmälle). ja transmissioelektronimikroskooppimääritys (n=1 kullekin ryhmälle).

Käyttäytymiskoe

Morris-vesilabyrintti (MWM) suoritettiin aiemmin kuvatulla tavalla rottien oppimisen ja muistin analysoimiseksi [25], se suoritettiin samassa paikassa, jossa rotat pidettiin. MWM koostui pyöreästä teräsaltaasta (halkaisija 160 cm, korkeus 60 cm ja syvyys 31 cm), joka oli täytetty vedellä 1 cm tasoon lavan yläpuolella (halkaisija 10 cm ja syvyys 30 cm). ). Veden lämpötila pidettiin 22 ± 2 asteessa ja opastettiin kirkkaalla mustalla musteella. Alusta kiinnitettiin yhteen neljästä koulutuksen aikana perustetusta neljännestä neljäksi peräkkäiseksi päiväksi. Koe päättyi, kun rotat saavuttivat alustan. Pakoviive kirjattiin. Jos rotat eivät päässeet alustalle 60 sekunnissa, ne ohjattiin sitten manuaalisesti alustalle ja niiden annettiin pysyä sillä 15 sekuntia. Viidentenä päivänä, sen jälkeen, kun alusta oli poistettu, rotat astuivat kvadranttiin, joka on vastapäätä alkuperäistä alustaa. Seuraavaksi rekisteröitiin laiturin ylitysten määrä ja liikeradat 60 sekunnin sisällä.

MRI-protokolla

QSM arvioitiin MRI:llä, joka on raportoitu aiemmassa tutkimuksessa [26]. MRI suoritettiin 7 Teslan skannerilla (BioSpec 70/30, Bruker, Saksa). QSM:ssä käytettiin kolmiulotteista (3D) monikaikugradientilla palautettua kaikusekvenssiä (GRE). Kokeelliset parametrit asetettiin seuraavasti: toistoaika (TR)=60 ms, fip-kulma=15 astetta, viipaleen paksuus=23 mm, hankintamatriisin koko=256×256, kenttä näkymä (FOV)=32 mm×32 mm, ensimmäisen kaiun aika (TE1)=5 ms, kaiun väli (ΔTE)=5,77 ms, kaikujen määrä{{19 }} ja kaistanleveys=50 kHz. Sekä magnitudi- että vaihekuvat tallennettiin QSM-rekonstruktiota varten. QSM-kartoitusalgoritmeissa oli kolme vaihetta, jotka suoritettiin MATLAB R2014a:lla (The Math Works, Natick, MA), kääretyn vaiheen purkaminen, taustakentän poistaminen ja herkkyyskarttojen luominen kudoskentästä.

Kudosten valmistelu

Jokaisen ryhmän rotille annettiin vatsaontelonsisäisesti 10 % kloraalihydraattia syväanestesiaa varten (1,5 mg/kg) ja perfusoitiin sitten transkardiaalisesti jääkylmällä suolaliuoksella (noin 30 min) peristalttisella pumpulla (BT100-2 J, LongerPump, Shanghai, Kiina). DAB-tehostettua Perls-värjäystä varten aivot leikattiin ja jälkikiinnitettiin 2,5-prosenttisessa paraformaldehydissä yön yli 4 asteessa. Seuraavana päivänä hippokampuksesta otettiin koronaaliset leikkeet värjäystä varten. Muita määrityksiä varten immunohistokemiaa lukuun ottamatta hippokampus irrotettiin nopeasti jäillä ja säilytettiin 80 asteessa.

DAB Enhanced Perls -värjäys

DAB-tehostettua Perls-värjäystä käytettiin solujen raudan kertymisen havaitsemiseen [27]. Aivokudoksen leikkeet upotettiin tislattuun veteen 3 minuutiksi ja inkuboitiin sitten juuri valmistetun Perls-liuoksen kanssa (2 % kaliumferrosyanidia/2 % suolahappoa) 3 0 minuuttia, mitä seurasi fosfaattipuskuroitu suolaliuos (PBS) pesee. Endogeeninen peroksidaasiaktiivisuus estettiin 0,3-prosenttisella vetyperoksidiliuoksella metanolissa 15 minuutin ajan, mitä seurasi 3 pesua PBS:ssä. Signaalit kehitettiin inkuboimalla 3 minuuttia 3:ssa, 3-diaminobentsidiinissä (DAB) ja vastavärjäykseen käytettiin hematoksyliiniä (Sigma-Aldrich).

Biokemialliset arvioinnit

Hippokampus eristettiin ja sekoitettiin tasaisesti 10-prosenttisen homogenaatin saamiseksi, jota sentrifugoitiin sitten nopeudella 30, 000–40,000 RPM 10 minuuttia supernatantin saamiseksi hippokampuksen raudan arvioimiseksi kolorimetrisellä pakkauksella. (E-BCK139S, Elabscience, Wuhan, Kiina) ja malondialdehydi (MDA) havaittiin supernatantista käyttämällä ELISA-sarjaa (Elabscience, Wuhan, Kiina).

Länsi Blotting

Proteiinipitoisuus määritettiin käyttämällä bikinkoniinihappomääritystä (BCA, Biosharp, Peking, Kiina). Proteiinit erotettiin 12 % SDS-PAGE:lla ja siirrettiin sitten polyvinylideenifluoridi (PVDF) -kalvoille. Viimeksi mainitut salpattiin 2 tunnin ajan huoneenlämmössä 5 % rasvattomassa maitojauheessa, joka oli laimennettu puskurilla ja sitten inkuboitiin primääristen vasta-aineiden kanssa yön yli 4 asteessa, mukaan lukien kanin pilkkoutumaton kaspaasi-3 (1:1000). , Affinity Biosciences, Jiangsu, Kiina), kanin anti-aivoperäinen neurotrofinen tekijä (BDNF) (1:1000, Affinity Biosciences, Jiangsu, Kiina) ja kanin anti-Actin (1:5000, Affinity Biosciences, Jiangsu, Kiina). Seuraavana päivänä kalvot pestiin kolme kertaa TBST:llä 5 minuutin ajan joka kerta ja inkuboitiin sitten HRP-leimatun vuohen anti-kanin sekundaarivasta-aineliuoksen kanssa (1:10 000, Servicebio, Wuhan, Kiina) 1 tunnin ajan ja pestiin. kolme kertaa 5 min.

Kvantitatiivinen reaaliaikainen PCR

Animal Total RNA Isolation Kit (Foregene), 5×All-In-One MasterMix (ja AccuRT Genomic DNA Removal Kit) (abm) ja EvaGreen Express2×qPCR MasterMix-No Dye (abm) käytettiin valmistajien ohjeiden mukaisesti. Spesifiset alukeparit olivat seuraavat: Fpn, eteenpäin suuntautuva aluke, 5'-CACCACAGGATATGCTTACAC TCAGG-3'; käänteinen aluke, 5'-GAGAACAGACCAGTC CGAACAAGG-3'; b-aktiini, eteenpäin suunnattu aluke, 5'-TGTCAC CAACTGGGACGATA-3'; käänteinen aluke: 5ʹ-GGGGTG TTGAAGGTCTCAAA-3ʹ. Kunkin näytteen Fpn-mRNA-taso normalisoitiin b-aktiinin mRNA:n tasolle.

Transmissioelektronimikroskoopia (TEM)

Hippokampukset jälkikiinnitettiin 2,5-prosenttisessa glutaraldehydielektronimikroskoopin kiinteässä nesteessä ja dehydratoitiin sitten asetoniliuoksissa kasvavilla pitoisuuksilla ja upotettiin Epox 812:lla. Sitten leikkeet värjättiin uranyyliasetaatilla ja lyijysitraatilla. Ultrastrukturaaliset kuvat hippokampuksen CA3-kentässä otettiin sitten transmissioelektronimikroskoopilla (TEM) JEM{5}}FLASH:lla (JEOL, Tokio, Japani).

Tilastolliset menetelmät

Tiedot esitetään keskimääräisenä standardipoikkeamana (SD). Muuttujat, jotka täyttivät parametriset testiolosuhteet, arvioitiin käyttämällä Welchin t-testiä, yksi- tai kaksisuuntaista toistuvan mittauksen varianssianalyysiä (ANOVA), jota seurasi Tukeyn moninkertainen vertailutesti. Ne muuttujat, jotka eivät täyttäneet parametritestin ehtoja, arvioitiin käyttämällä Mann–Whitney U -testiä, Kruskal-Wallis -testiä tai Welch ja Brown-Forsythe ANOVAa. P:n arvo<0.05 was considered statistically significant. Statistical analysis and figures were obtained by GraphPad Prism Version 9.0 (GraphPad Software, CA, USA).

Tulokset

EGCG:n vaikutus krooniselle HAH:lle altistuneiden rottien oppimiseen ja muistiin

Sen varmistamiseksi, onko EGCG:llä vaikutusta krooniselle HAH:lle altistuneiden rottien spatiaaliseen oppimiseen ja muistin suorituskykyyn, suoritettiin MWM-testi. Kuten kuvasta 1A näkyy, hypoksiaryhmän laiturin ylitysten määrä väheni merkittävästi (P< 0.001, vs. the n group). The treatment of EGCG did not affect the number of crossings of rats in either the normal altitude group (n group vs. n-EGCG group, P>{{0}},05) tai HAH-ryhmä (hypoksiaryhmä vs. h-EGCG-ryhmä, P > 0,05). Seuraavaksi pakolatenssi laskettiin ajaksi, jonka rotta kului piilotetun alustan saavuttamiseen (kuvio 1B). Tulokset osoittivat, että toisesta neljänteen harjoituspäivään rottien pakolatenssi hypoksiaryhmässä lisääntyi merkittävästi (kaikki P-arvot<0.01, vs. the n group). Moreover, the h-EGCG group showed reduced escape latency than that in the hypoxia group (all P values<0.05). Also, the swimming speed and distance in MWM were measured. No significant difference was found among these four groups at different time points (All P values>0.05, kuva 1C). Sitten havaitsimme, että hypoksiaryhmän rottien uintinopeus pieneni verrattuna n-ryhmään toisena ja kolmantena päivänä (kaikki P-arvot<0.01, Fig. 1D). Also, the swimming speed of rats in h-EGCG group was higher than that in hypoxia group (all P values<0.05, Fig. 1D).

DAB Enhanced Perls -värjäys

8 viikon kroonisen HAH-altistuksen jälkeen rauta lisääntyi merkittävästi aivojen hippokampuksen CA1- ja CA3-alueilla verrattuna n-ryhmään (kaikki P-arvot<0.01). After EGCG intervention, iron accumulation in CA3 and CA1 of the hippocampus was reduced compared to that of the hypoxia group (P<0.0001, P<0.001, respectively; Fig. 2).

Magneettisen herkkyyden muutokset hippokampuksen alueilla

Hippokampuksen herkkyysarvot kasvoivat merkittävästi HAH-altistuksen jälkeen verrattuna n-ryhmään (P<0.0001, Fig. 3A). After EGCG intervention, the values decreased compared to those of the hypoxia group (P<0. 0001, Fig. 3A).

EGCG:n vaikutukset hippokampuksen oksidatiiviseen stressiin, rautaan ja fpn:ään
Verrattuna n-ryhmään, hypoksiaryhmän MDA- ja rautapitoisuudet olivat kohonneet (P<0.05, Fig. 3B, C). EGCG treatment reduced the levels of MDA and iron, indicating that alleviation of oxidative stress may facilitate EGCG to play a protective role in chronic HAH-induced brain injury in rats. To understand the mechanisms by which brain iron contents were changed by HAH, we further examined the mRNA expression of hippocampal Fpn and found that the Fpn decreased in the hypoxia group and increased in the h-EGCG group (P < 0.01, P < 0.05, respectively, Fig. 3D).

Western Blotting -tulokset

Arvioimme EGCG:n vaikutukset kaspaasi{{0}}- ja BDNF-tasoihin. Western blotting (WB) -analyysi osoitti korkeamman kaspaasin-3 ilmentymisen ja alhaisemman BDNF:n ilmentymisen hypoksiaryhmän hippokampuksessa kuin n-ryhmässä (kaikki P-arvot < 0,0001, kuva 4). Lisäksi EGCG-hoito alensi kaspaasi-3 tasoja ja nosti BDNF-tasoja (kaikki P-arvot<0.0001, Fig. 4).

Hermoston ultrarakenteiset muutokset

Kahden kuukauden kroonisen HAH-altistuksen jälkeen hypoksiaryhmän aivoturso CA3:n mitokondriot turvosivat harjanteen pienenemisen tai rikkoutumisen vuoksi. Lisäksi hypoksiaryhmän rotilla ilmeni kondensoitunutta tuman kromatiinia, tuman kutistumista, suurta endoplasmisen verkkokalvon turvotusta, lisääntynyttä lysosomia ja lisääntynyttä elektronitiheyttä. EGCG-käsittelyn jälkeen mitokondrioiden turpoaminen, mitokondrioiden kiteiden liukeneminen ja elektronitiheys vähenivät huomattavasti verrattuna hypoksiaryhmän vastaaviin (kuvio 5).

Keskustelu

Tässä tutkimuksessa havaitsimme, että hoito EGCG:llä paransi oleellisesti hypoksiaryhmän rottien oppimis-, muisti- ja tilatutkimuskykyjä ja lievensi kroonisen HAH-ympäristölle altistumisen aiheuttamaa aivotursovauriota. Lisäksi havaitsimme myös, että huolimatta merkittävistä parannuksista kaikissa indikaattoreissa EGCG-hoidon jälkeen, nämä indikaattorit palasivat harvoin normaaleille hypoksiatasoille.

Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että EGCG:llä on jonkin verran vaikutuksia erilaisiin oppimis- ja muistin heikkenemismalleihin [28, 29]. Safar et ai. havaitsi, että EGCG voi parantaa morfiinilla käsiteltyjen rottien muistia [30]. Heidän tulostensa mukaisesti tutkimuksessamme 50 mg/kg EGCG:n päivittäisen hoidon jälkeen rotilla, jotka olivat kroonisesti alttiina HAH:lle, koehenkilöiden oppimis-, muisti- ja avaruudelliset tutkimiskyvyt paranivat, mikä viittaa siihen, että EGCG saattaa parantaa oppimis- ja muistihäiriöitä korkeita korkeuksia.

Monet tutkimukset ovat osoittaneet, että raudan ylituotannolla aivoissa on neurotoksinen vaikutus, koska se edistää oksidatiivisia vaurioita [31]. Tässä tutkimuksessa raudan kertyminen havaittiin MRI:llä, immunohistokemiallisella värjäyksellä ja biokemiallisilla arvioinneilla. Lisäksi FPN, joka on ainoa tunnettu monikalvoinen raudanvientiproteiini nisäkässoluissa, arvioitiin PCR:llä. Herkkyysarvot, DAB:n positiiviset solut tehostivat Perlsin värjäytymistä ja hippokampuksen rautapitoisuudet lisääntyivät hypoksiaryhmässä ja laskivat h-EGCG-ryhmässä, kun taas FPN-ilmentyminen osoitti päinvastaista suuntausta. Siksi päätimme, että HAH:n aiheuttamaa raudan kertymistä voi tapahtua estämällä raudan ulosvirtausta vähentämällä FPN-ilmentymistä.

MDA on lipidiperoksidoinnin lopputuote [32, 33], ja sitä voidaan käyttää peroksidaatioindikaattorina. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että oksidatiivinen stressi voi lisääntyä korkeuden kasvaessa [34]. Tutkimuksemme paljasti myös, että MDA-pitoisuudet kasvoivat merkittävästi korkeissa korkeuksissa. Lisäksi analysoimme kaspaasin-3 ja BDNF:n ilmentymisen. Kaspaasi-3 on tärkein terminaalisen pilkkoutumisentsyymien ja apoptoosin aloittaja ja suorittaja [35], kun taas BDNF neurotrofiinina, joka voi säädellä hermosolujen eloonjäämistä ja erilaistumista sekä tehostaa synaptista siirtoa [36], edistää regeneraatiota. Lin et ai. raportoivat, että hypoksia voi nostaa kaspaasi-3 tasoja ja indusoida apoptoosia aivotursohermosoluissa [37]. Lee et ai. raportoi, että 3 minuutin globaalin iskemian jälkeen gerbiilissä EGCG esti iskemian aiheuttaman hippokampuksen solukuoleman [38]. Tutkimuksessamme havaitsimme myös, että EGCG alensi proapoptoottisen proteiinin, kaspaasin-3 tasoja ja lisäsi BDNF:n ilmentymistä.

Mitokondrioiden rakenteelliset vauriot ja toimintahäiriöt ovat tärkeitä patologisia piirteitä aivoissa hypoksian aikana [39]. Tutkimuksessamme ultrastrukturaalinen havainto havaitsi syvän värjäytymisen, mitokondrioiden turvotuksen ja kristan katoamisen hippokampuksen hermosoluissa HAH:n alla, kun taas hippokampuksen neuronit EGCG-hoidon jälkeen olivat merkittävästi suojattuja näiltä vaurioilta, kuten karyopyknoosilta. Iwona Zwolak tiivisti, että EGCG voi suojata raskasmetallimyrkyllisyydeltä säilyttämällä mitokondrioiden kalvopotentiaalin ja tehostamalla mitokondrioiden antioksidantti- ja hengitystoimintoja [40]. Epäilemme, että nämä mekanismit voivat myös olla läsnä EGCG:n suojaavassa roolissa aivojen altistumisessa HAH-ympäristölle. Yhteenvetona voidaan todeta, että EGCG voi vähentää raudan kertymistä, alentaa oksidatiivista stressitasoa ja apoptoosia ja edistää hermosolujen regeneraatiota, mikä parantaa rotan aivojen vajaatoimintaa, jonka aiheuttaa krooninen altistuminen korkealla sijaitsevalle hypoksialle. Siksi se voi toimia uutena lääkkeenä kroonisen vuoristotaudin hoitoon ja ehkäisyyn.

Kiitokset

Haluamme ilmaista vilpittömät kiitollisuutemme Länsi-Kiinan sairaalan, Sichuanin yliopiston, Chengdussa, Kiinassa, ydinlaitoksille, jotka tarjosivat meille tilat ja avun, kuten tässä tutkimuksessa käytetyn avoimen kentän testin ja Morris-vesilabyrinttitestin.

Tekijän panokset

CC ja HC suunnittelivat, suunnittelivat ja suorittivat myös tämän tutkimuksen; CC käsitteli tiedot ja laati käsikirjoituksen; JC muokkasi käsikirjoitusta; BL, BH, YW, DZ ja YQ auttoivat kokeiden suorittamisessa ja FG vastasi kaikista prosesseista.

Rahoitus

Tätä tutkimusta tuki Kiinan kansallinen luonnontieteellinen säätiö (nro 81930046, 81771800 ja 81829003).

Tietojen saatavuus

Tämän tutkimuksen aikana luodut ja/tai analysoidut aineistot ovat saatavilla vastaavalta tekijältä kohtuullisesta pyynnöstä.

julistukset

Eturistiriita

Kirjoittajilla ei ole olennaisia ​​taloudellisia tai ei-taloudellisia intressejä julkistettavana.

Eettinen hyväksyntä

Tämä tutkimus tehtiin Helsingin julistuksen periaatteiden mukaisesti. Hyväksynnän myönsi Sichuanin yliopiston Chengdussa Kiinassa sijaitsevan Länsi-Kiinan sairaalan kokeellisten eläinten etiikkakomitea.

Avoin pääsy

Tämä artikkeli on lisensoitu Creative Commons Attribution 4:n.0 Kansainvälinen lisenssi, joka sallii käytön, jakamisen, mukauttamisen, jakelun ja jäljentämisen missä tahansa välineessä tai muodossa, kunhan annat asianmukaisen tunnustuksen alkuperäiselle kirjoittajalle (alkuperäisille kirjoittajille) ) ja lähde, anna linkki Creative Commons -lisenssiin ja ilmoita, onko muutoksia tehty. Tämän artikkelin kuvat tai muu kolmannen osapuolen materiaali sisältyy artikkelin Creative Commons -lisenssiin, ellei materiaalin luottorajassa toisin mainita. Jos materiaali ei sisälly artikkelin Creative Commons -lisenssiin ja käyttötarkoituksesi ei ole lakisääteinen tai ylittää sallitun käytön, sinun on hankittava lupa suoraan tekijänoikeuksien haltijalta.

Viitteet

1. Jain V (2016) Aivoruokaa korkealla. Adv Neurobiol 12:307–321. https://doi.org/10.1007/978-3-319-28383-8_16

2. Singh LC (2017) Korkean merenpinnan ihotauti. Indian J Dermatol 62:59–65. https://doi.org/10.4103/0019-5154.198050

3. Shi J, Wang J, Zhang J, Li X, Tian X, Wang W, Wang P, Li M (2020) Potentilla anserina L:stä uutettu polysakkaridi parantaa akuuttia hypobaarisen hypoksian aiheuttamaa aivojen vajaatoimintaa rotilla. Phytother Res 34:2397–2407. https://doi.org/10.1002/ptr.6691

4. Leon-Velarde F, Maggiorini M, Reeves JT, Aldashev A, Asmus I, Bernardi L, Ge RL, Hackett P, Kobayashi T, Moore LG, Penaloza D, Richalet JP, Roach R, Wu T, Vargas E, Zubieta -Castillo G, Zubieta-Calleja G (2005) Konsensuslausunto kroonisista ja subakuuteista korkean korkeuden sairauksista. High Alt Med Biol 6:147–157.https://doi.org/10.1089/ham.2005.6.147

5. Villafuerte FC, Corante N (2016) Krooninen vuoristotauti: kliiniset näkökohdat, etiologia, hoito ja hoito. High Alt Med Biol 17:61–69. https://doi.org/10.1089/ham.2016.0031

6. Germuska M, Chandler HL, Stickland RC, Foster C, Fasano F, Okell TW, Steventon J, Tomassini V, Murphy K, Wise RG (2019) Kaksoiskalibroitu fMRI-mittaus hapen kulutuksen absoluuttisesta aivojen aineenvaihdunnan nopeudesta ja tehokkaasta hapen diffuusio. Neuroimage 184:717-728. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2018. 09.035

7. Maiti P, Singh SB, Mallick B, Muthuraju S, Ilavazhagan G (2008) Korkean korkeuden muistin heikkeneminen johtuu hermosolujen apoptoosista hippokampuksessa, aivokuoressa ja striatumissa. J Chem Neuroanat 36:227–238. https://doi.org/10.1016/j.jchemneu.2008.07.003

8. Turner CE, Barker-Collo SL, Connell CJ, Gant N (2015) Akuutti hypoksinen kaasuhengitys heikentää vakavasti kognitiota ja tehtävien oppimista ihmisillä. Physiol Behav 142:104–110. https://doi.org/10. 1016/j.physbeh.2015.02.006

9. McMorris T, Hale BJ, Barwood M, Costello J, Corbett J (2017) Akuutin hypoksian vaikutus kognitioon: systemaattinen katsaus ja metaregressioanalyysi. Neurosci Biobehav Rev 74:225–232.https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2017.01.019

10. Wilson MH, Newman S, Imray CH (2009) Aivojen vaikutukset nousun korkeuksiin. Lancet Neurol 8:175-191. https://doi. org/10.1016/S1474-4422(09)70014-6

11. Hu S, Shi J, Xiong W, Li W, Fang L, Feng H (2017) Oksirasetaami tai fastigial nucleus stimulation vähentää kognitiivisia vaurioita korkealla. Brain Behav 7:e00762. https://doi.org/10.1002/brb3.762

12. Zhang XY, Zhang XJ, Xv J, Jia W, Pu XY, Wang HY, Liang H, Zhuoma L, Lu DX (2018) Crocin heikentää rottien akuutteja hypobarisen hypoksian aiheuttamia kognitiivisia puutteita. Eur J Pharmacol 818:300-305. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2017.10.042

13. Graham HN (1992) Vihreän teen koostumus, kulutus ja polyfenolikemia. Edellinen Med 21:334–350. https://doi.org/10. 1016/0091-7435(92)90041-f 14. Musial C, Kuban-Jankowska A, Gorska-Ponikowska M (2020) Vihreän teen katekiinien hyödylliset ominaisuudet. Int J Mol Sei. https:// doi.org/10.3390/ijms21051744

15. Eng QY, Thanikachalam PV, Ramamurthy S (2018) Epigallocatechin gallate (EGCG) -molekyylien ymmärtäminen sydän- ja verisuonisairauksissa ja aineenvaihduntasairauksissa. J Ethnopharmacol 210:296-310.

For more information:1950477648nn@gmail.com