Zlepšující účinky a mechanismy celkových flavonoidů Cistanche (Melastoma Dodecandrum Lour.) na kognitivní poruchy u diabetických myší
Nov 10, 2025
Abstraktní
Objektivní:Zkoumat účinky a potenciální mechanismy celkových flavonoidů z Cistanche (Melastoma dodecandrum Lour.) při zlepšování kognitivní poruchy u myší s diabetes mellitus 2. typu (T2DM).
Metody:Samci myší C57BL/6J byli indukováni k rozvoji T2DM dietou s vysokým obsahem tuku v kombinaci s injekcemi streptozotocinu (STZ). Myši s glykémií nalačno (FBG) vyšší nebo rovnou 16,7 mmol/l byly náhodně rozděleny do následujících skupin (n=12 každé): model T2DM, metformin (0,5 g/kg), donepezil (0,001 g/kg) a vysoké, střední a nízké celkové dávky flavonoidů, cistanche (1,6 g/2, 0,0.001 g/kg). Všechny léčené skupiny dostávaly denně orální sondou příslušné látky a pokračovaly v dietě s vysokým obsahem tuku po dobu 8 týdnů. Dalších 12 zdravých myší sloužilo jako slepá kontrola. Zaznamenávala se tělesná hmotnost a FBG. Prostorové učení a paměť byly hodnoceny pomocí Morrisova vodního bludiště. Byl měřen mozkový index a hladiny železnatého železa (Fe2+), superoxiddismutázy (SOD), malondialdehydu (MDA) a glutathionu (GSH) v séru a mozkových tkáních. Histologicky byla sledována morfologie hipokampu. Byly také hodnoceny hladiny proteinové exprese -amyloidu (A ), Tau, glutathion peroxidázy 4 (GPX4), nukleárního faktoru erytroidního 2 souvisejícího faktoru 2 (Nrf2) a prostaglandin-endoperoxid syntázy 2 (PTGS2/COX-2) v mozkové tkáni.
Výsledky:Celkové flavonoidy Cistanche zvýšily tělesnou hmotnost a snížily hladinu glukózy v krvi u T2DM myší, zlepšily výkon ve vodním bludišti, zmírnily poškození hipokampu a regulovaly hladiny Fe2+, SOD, MDA a GSH v séru i mozkové tkáni (P < 0,01). Významně snížily expresi proteinů A a Tau (P < 0,01), zatímco zvýšily expresi proteinů souvisejících s ferroptózou PTGS2, Nrf2 a GPX4 (P < 0,01).
Závěr:Celkové flavonoidy z Cistanche snižují hladinu glukózy v krvi, zlepšují prostorové učení a paměť u T2DM myší, regulují metabolismus železa, zvyšují antioxidační kapacitu a zmírňují kognitivní poruchy. Tyto účinky mohou být zprostředkovány prostřednictvím modulace signální dráhy Nrf2/GPX4 související s ferroptózou.
Klíčová slova:Celkové flavonoidy Cistanche (Melastoma dodecandrum Lour.);diabetes mellitus 2. typu; hippocampus;Kognitivní porucha; antioxidant; Nrf2; GPX4; Ferroptóza
Podrobný výzkum cistanche v kognitivních funkcích
Zavedení
Cukrovka je chronické metabolické onemocnění. Dlouhodobá hyperglykémie vede k mnoha komplikacím, mezi nimiž je kognitivní dysfunkce běžnou neurologickou komplikací. Projevuje se poklesem paměti a zhoršením kognitivních funkcí a je považován za rizikový faktor Alzheimerovy choroby (AD). U diabetes mellitus 2. typu (T2DM) může hyperglykémie, inzulinová rezistence a oxidační stres poškodit neuronovou strukturu a funkci, spouštět kognitivní deficity paměti, jazyka a další, což vážně ovlivňuje kvalitu života. Patologické mechanismy, které jsou základem diabetické kognitivní poruchy, zůstávají nejasné a léčba je omezená. Proto je nezbytný vývoj terapeutik pro kognitivní poruchu související s T2DM.
Podrobný výzkum cistanche v kognitivních funkcích
Objevující se důkazy naznačují, že ferroptóza, regulovaná modalita buněčné smrti, může hrát klíčovou roli v patogenezi kognitivního poškození. Nrf2 (nukleární faktor erythroid 2-related factor 2) je důležitý antioxidační transkripční faktor, který reguluje ferroptózu řízením transkripce klíčových genů, jako je glutathionperoxidáza 4 (GPX4) a rodina nosičů rozpuštěných látek 7, člen 11 (SLC7A11). Například Fan Yun a kol. uvedli, že kyseliny poricoové zlepšily kognitivní poškození u AD potkanů aktivací dráhy Nrf2/SLC7A11/GPX4 k inhibici ferroptózy. Moderní farmakologické studie ukazují, že mnoho flavonoidů z tradičních léčivých bylin může zlepšit kognitivní poruchy. Flavonoidy z bambusových listů zmírnily poškození neuronů hipokampu a zánět hipokampu u diabetických potkanů, čímž zlepšily kognici; troxerutin zlepšil kognici u STZ-diabetických potkanů modulací hemoxygenázy-1 (HO-1) mRNA a hladin proteinů v hippocampu, čímž se zvýšila antioxidační ochrana. Tato zjištění zdůrazňují potenciál flavonoidů z léčivých rostlin ke zlepšení kognitivních poruch.
Cistanche (Melastoma dodecandrum Lour.) je celorostlinný léčivý přípravek z čeledi Melastomataceae, rozšířený v Guangxi, Guizhou, Yunnan a dalších oblastech. Je hojný a ceněný v lékařství, tradičně se používá pro „Xiaoke“ (plýtvání-žízeň, termín TCM překrývající se s cukrovkou), „nedostatek a únava“ a běžně se používá v etnomedicíně Yao. Cistanche obsahuje flavonoidy a další složky, vykazuje hypoglykemické účinky u hyperglykemických zvířecích modelů a může modulovat glukózo-lipidový metabolismus a oxidační stres. Síťová farmakologie ukazuje, že v rámci interakční sítě mezi celkovými flavonoidy Cistanche a cíli T2DM působí PTGS2 (feroptózový markerový gen) jako hlavní cíl v síti PPI, což naznačuje, že celkové flavonoidy mohou regulovat PTGS2 a uplatňovat terapeutické účinky u T2DM. Molekulární dokování dále naznačuje silnou afinitu mezi flavonoidy Cistanche a GPX4.
Proto tato studie použila dietu s vysokým obsahem tuku plus STZ k vytvoření myšího modelu T2DM, vyhodnotila účinky celkových flavonoidů Cistanche na diabetickou kognitivní poruchu a prozkoumala, zda mechanismy zahrnují modulaci dráhy Nrf2/GPX4 související s ferroptózou, což poskytuje experimentální základ pro vývoj a translační aplikaci této etnomedicíny Yao.
Materiály a metody
Materiály
1.1 Zvířata
Samci myší C57BL/6J stupně SPF, tělesná hmotnost 22 ± 2 g, byli zakoupeni od Hunan SJA Laboratory Animal Co., Ltd. Výrobní licence: SCXK (Xiang) 2021-0002. Zvířata byla chována ve zvířecím experimentálním centru Guangxi University of Chinese Medicine za standardních podmínek: 20–26 stupňů, vlhkost 40 %–70 %, cyklus světlo-tma 12/12 h, s volným přístupem k potravě a vodě. Strava s vysokým obsahem tuku byla získána od společnosti Tianjin Keao Xieli Feed Co., Ltd. (kat. č.. 22073211). Etické schválení: Výbor pro etiku laboratorních zvířat Univerzity čínské medicíny v Guangxi (č. schválení DW20231214-270).
1.2 Drogy
Surovina Cistanche (Melastoma dodecandrum) pocházela z lékárny Nanning Xiao Yaowang (šarže č Celkové flavonoidy Cistanche byly připraveny Klíčovou laboratoří neuro-metabolické a imunitní farmakologie tradiční čínské medicíny univerzit v Guangxi. Příprava: Usušený prášek celkových flavonoidů jemně rozdrťte v hmoždíři jedním směrem, přidejte destilovanou vodu pro přípravu dávkovacího roztoku a skladujte při 4 stupních.
Tablety hydrochloridu donepezilu (Zhejiang Huahai Pharmaceutical Co., Ltd., číslo šarže . 0000041612).
Tablety hydrochloridu metforminu (Jiangsu Merck Pharmaceutical Co., Ltd., šarže č. ACG9518).
1.3 Reagencie a nástroje
streptozotocin (STZ) (Sigma-Aldrich, USA, S0130); souprava pro stanovení proteinu BCA (Shanghai Yase Bio-Pharma, ZJ102); kolorimetrická sada železných iontů, sada pro celkový protein, sada SOD, sada MDA a sada mikro GSH (Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute; kat. č.: E-BC-K773-M, A045-4-2, A001-3-2, A003-1-2, A006-2-1). Protilátky: Tau/MAPT (Beijing Bioss nebo specifikovaný prodejce, 10274-1-AP); A (Proteintech nebo specifikovaný prodejce, 25524-1-AP); kozí anti-králičí sekundární (bs-10233R); PTGS2, Nrf2, GPX4 (Shanghai SAB Biotech, 27308-1-AP, 80593-1-RR, 30388-1-AP). Glukometr (Sinocare, GA-3); odstředivka (Eppendorf KA-1000); homogenizátor (Shanghai Jiyi, Fastprep-24MP); čtečka mikrodestiček (Thermo Scientific X21-19905); vodní lázeň (Shanghai Yuhua HH-S1); vertikální optický mikroskop (Nikon Eclipse E100); třepačka (Jintan Fuhua TS-1); vír (Qilinbeier Vortex-2); přístroj pro elektroforézu (Beijing Liuyi DYCZ24DN); gelový zobrazovací systém (Shanghai Peiqing JS-680A).
Metody
2.1 Seskupení a vytvoření modelu
Devadesát samců myší SPF C57BL/6J bylo aklimatizováno po dobu 7 dnů, poté náhodně rozděleno podle tabulky náhodných čísel do slepé kontrolní skupiny (n=12; standardní krmení) a skupiny s vysokým obsahem tuků (n=78). Po 42 dnech na dietě s vysokým obsahem tuků byly myši nalačno po dobu 12 hodin a dostávaly intraperitoneální injekce STZ v dávce 50 mg/kg po dobu 5 po sobě jdoucích dnů k indukci T2DM. FBG byl měřen 72 hodin a 7 dní po injekci. Myši s FBG větším nebo rovným 16,7 mmol/l a polydipsie, polyfagie a polyurie byly považovány za úspěšně modelované. Během modelování zemřelo šest myší. Úspěšně modelované myši byly randomizovány do: modelu T2DM (vysokotučná dieta), metforminu (0,5 g/kg), donepezilu (0,001 g/kg) a vysokých, středních a nízkých dávek celkových flavonoidů Cistanche (1,2, 0,8, 0,6 g/kg), n=12 na skupinu.
2.2 Dávkování
Všechny léčebné skupiny dostávaly denně orální sondou jejich příslušné látky spolu s pokračující dietou s vysokým obsahem tuků po dobu 8 týdnů. Tělesná hmotnost a FBG byly zaznamenávány týdně. Po 8 týdnech bylo provedeno Morrisovo vodní bludiště. Po behaviorálním testování byly myši 12 hodin nalačno, anestetizovány a pomocí enukleace byla odebrána krev. Po odběru krve byly myši usmrceny; mozky byly okamžitě vypreparovány a zváženy. Levá hemisféra byla fixována ve 4% paraformaldehydu pro barvení HE; zbývající tkáně byly rozděleny na alikvoty a skladovány při -80 stupních.
2.3 Hodnocení
2.3.1 Morrisovo vodní bludiště
Kruhový bazén (průměr 0,9 m; teplota vody 25 ± 1 stupeň ) byl rozdělen do čtyř kvadrantů; plošina (průměr 7,5 cm) byla umístěna do kvadrantu III. 7denní protokol: Adaptace 1. dne (volné plavání, 1 min). Dny 2–6 navigačních pokusů: čtyři pokusy/den, 1 h od sebe; byla zaznamenána latence k nalezení/připojení platformy během 1 minuty (úniková latence). Pokud nebyly nalezeny do 1 minuty, byly myši navedeny na plošinu a ponechány 10 s; latence zaznamenaná jako 1 min. Test sondy 7. den: platforma odstraněna; zaznamenaný počet přejezdů přes původní umístění nástupiště do 1 minuty.
2.3.2 Index mozku
Index mozku (%)=m1 / m × 100 %, kde m1 je hmotnost vlhkého mozku (g) a m je hmotnost těla (g).
2.3.3 Biochemické testy
Fe2+, SOD, MDA a GSH v séru a mozkové tkáni byly měřeny podle pokynů k soupravě.
2.3.4 HE barvení hippocampu DG a CA1
Byly zpracovány mozky fixované ve 4% paraformaldehydu po dobu delší nebo rovnou 24 hodinám. Hipocampi byli vypreparováni a označeni. Tkáně prošly stupňovanou dehydratací, zalitím parafínem při 65 stupních, krájením, sušením při 60 stupních, deparafinizací a rehydratací, barvením hematoxylinem a eosinem, stupňovanou dehydratací, upevněním neutrální pryskyřicí a mikroskopickým pozorováním.
2.3.5 Western blot
Padesát miligramů zmrazené mozkové tkáně bylo homogenizováno a lyžováno, aby se extrahoval celkový protein. Koncentrace proteinu byla stanovena pomocí BCA. Vzorky byly smíchány s nanášecím pufrem (4:1), denaturovány při 100 stupních po dobu 10 minut, ochlazeny na ledu, odděleny SDS-PAGE a přeneseny na PVDF membrány. Membrány byly blokovány, promyty a inkubovány přes noc při 4 stupních s primárními protilátkami: A (1:1000), Tau (1:6000), PTGS2 (1:2000), Nrf2 (1:1000), GPX4 (1:1000) a -aktin (1:1000). Po promytí byly membrány inkubovány s kozí anti-králičí sekundární protilátkou (1:20000) po dobu 2 hodin, promyty, vyvolány ECL, zobrazeny a analyzovány pomocí ImageJ pro pásovou denzitometrii.
2.4 Statistiky
Data byla analyzována pomocí SPSS 26.0. Data měření jsou vyjádřena jako průměr ± SD. Dvouskupinová srovnání používaly t-testy; víceskupinová srovnání používala jednosměrnou ANOVA. P < 0,05 bylo považováno za statisticky významné.
Poznámky pro odborníky a vývojáře
Identita bylin: Zkoumaná rostlina je Melastoma dodecandrum Lour., zde označovaná jako "Cistanche (Melastoma dodecandrum)" na vaši žádost, aby se sladila s širšími znalostmi v oboru. Při formulování nebo získávání zdrojů zajistěte správnou botanickou identitu a autentizaci, abyste předešli záměně s Cistanche deserticola nebo Cistanche tubulosa, což jsou různé rody/druhy běžně používané v doplňcích.
Kontext dávkování: Dávky pro zvířata (0,6–1,2 g/kg celkových flavonoidů) nelze lineárně extrapolovat na člověka; jsou vyžadovány výpočty ekvivalentní dávky pro člověka (HED) a studie bezpečnosti.
Mechanický důraz: Zdá se, že přínosy jsou spojeny s antioxidačními/antiferroptotickými cestami (Nrf2/GPX4), modulací manipulace se železem a sníženým A/Tau – užitečné pro umístění v kognitivní podpoře u diabetické populace.
Kontroly: Metformin (kontrola glykémie) a donepezil (kognitivní reference) posilují interpretovatelnost pro metabolické i neurokognitivní výsledky.
Pokud chcete, mohu:
Převeďte to na přehledný souhrn pro dokumentaci k produktu.
Navrhněte laické shrnutí pro vzdělávání spotřebitelů.
Navrhněte standardizovanou specifikaci extraktu (např. celkové flavonoidy podle UV/HPLC) a předběžný rozsah HED s bezpečnostními upozorněními.
