Neuroprotektivní účinek korejského červeného ženšenu proti jednorázovým dlouhodobým stresem vyvolaným poruchám paměti a zánětům v mozku krys spojených s expresí BDNF

Pro více informací:ali.ma@wecistanche.com

Abstraktní

Východiska: Posttraumatická stresová porucha (PTSD) je psychiatrické onemocnění, které se rozvíjí po vystavení traumatické události a je duševní poruchou spojenou se stresem charakterizovanou nerovnováhou neurozánětu. Korejský červený ženšen (KRG) je bylinný doplněk, o kterém je známo, že je zapojen do různých farmakologických aktivit. Zaměřili jsme se na zkoumání účinků KRG na neurozánět jako potenciální mechanismus zapojený do jednoho prodlouženého stresu (SPS), který negativně ovlivňujeformování pamětia konsolidace a vede ke kognitivnímu a prostorovému poškození regulací signalizace BDNF, synaptických proteinů a aktivace NF-kB. Metody: Analyzovali jsme kognitivní aprostorová paměťa hladiny zánětlivých cytokinů během procedury SPS. Krysímu modelu SPS byla intraperitoneálně injikována 20, 50 nebo 100 mg/kg/den KRG po dobu 14 dnů. Výsledky: Podání KRG významně utlumilo kognitivní aprostorová paměťdeficity, stejně jako zánětlivá reakce v hipokampu spojená s aktivací NF-kB v hipokampu vyvolaná SPS. Navíc účinky KRG byly ekvivalentní účinkům paroxetinu. Kromě toho KRG zlepšil expresi mRNA BDNF a synaptického proteinu PSD-95 v hippocampu. Dohromady tato zjištění ukazují, že KRG působízlepšující paměťpůsobení regulací protizánětlivých aktivit a NF-kB a neurotrofické dráhy. Závěr: Naše zjištění naznačují, že KRG je potenciální funkční složkou pro ochranu protiPaměťdeficity u duševních chorob, jako je PTSD.

Bombi Lee, Bongjun Sur, Seikwan Oh

Centrum pro výzkum akupunktury a meridiánů, College of Korean Medicine, Univerzita Kyung Hee, 02447, Soul, Korejská republika

Center for Converging Humanities, Kyung Hee University, 02447, Soul, Korejská republika c Katedra molekulární medicíny a TIDRC, School of Medicine, Ewha Womans University, 07985, Soul, Korejská republika

1. Úvod

Posttraumatická stresová porucha (PTSD) je výskyt intruzivních opakovaných zážitků, vyhýbání se připomínkám, negativnímu poznání a náladě po vystavení těžké traumatické události [1]. Asi 50 procent populace je během svého života vystaveno jedné nebo více těžkým traumatickým událostem a asi 7 procentům se rozvine PTSD [2]. PTSD je diagnostikována, když hlavní symptomy PTSD přetrvávají déle než 1 měsíc nebo se objeví závažné psychické onemocnění či postižení, které narušuje běžné sociální a profesní aktivity [2]. V důsledku rozsáhlých přírodních katastrof způsobených změnou klimatu, globální uprchlickou krizí, vysoce intenzivním stresem na pracovišti, dopravními nehodami, teroristickými útoky, sexuálním násilím a zneužíváním dětí se míra výskytu PTSD každoročně zvyšuje [3]. Zejména symptomy PTSD jsou doprovázeny hlavně patologickými symptomy, jako je těžká úzkost, deprese a poruchy kognitivních funkcíPaměťfunkce,který způsobuje neurologické změny, včetně kognitivně-behaviorálních a mozkových funkčních změn [4].

Selektivní inhibitory zpětného vychytávání serotoninu včetně antidepresiv, léků proti úzkosti a antikonvulziv byly předepisovány ke zmírnění symptomů, jako je úzkost nebo kognitivní porucha, způsobená PTSD, ale tyto léky jsou varovné kvůli závažným nežádoucím účinkům a dlouhodobé drogové závislosti [5,6] ]. Tyto léky jsou navíc určeny pouze ke zmírnění příznaků a nepředstavují základní lék.

Klikněte pro výhody a vedlejší účinky cistanche a pro paměť Cistanche

Traumatický stres založený na strachu a úzkosti, jako je PTSD, způsobuje neurozánět v důsledku chronické neurobiologické odpovědi vyvolané stresem a je zprostředkován hlavně prozánětlivými cytokiny [7,8]. V hippocampu zvířat s PTSD se skutečně hromadí vysoké koncentrace zánětlivých signálů, včetně prozánětlivých cytokinů[9]. Pleiotropní a multifunkční povaha cytokinů zprostředkovává klíčové zánětlivé procesy u hlodavců a lidí a jsou kriticky zapojeny do regulace PTSD. Neurozánět vyvolává nepříznivé účinky na kognitivní apaměťové funkce[10]. Proto vyřešení neurozánětu zpomaluje progresizhoršení pamětia chrání před změnami mozkových funkcí u pacientů s PTSD [11,12]. Nedávné studie proto identifikovaly neurozánět jako důležitý faktor stojící za PTSD, díky čemuž je neurozánět důležitým terapeutickým cílem pro léčbu PTSD[13]. Proto je u pacientů s PTSD běžně pozorován pokles objemu hipokampu a hustě umístěné cytokinové receptory [14,15].

Některé studie navíc ukázaly, že PTSD indukuje synaptickou ztrátu a mění synaptickou plasticitu [16]. Také PTSD může dále zhoršovat signalizaci zprostředkovanou neurotrofiny [17] Neurotrofický faktor odvozený z mozku (BDNF) podporuje přežití buněk a zvyšuje synaptickou plasticitu regulací zánětlivých látek, jako jsou prozánětlivé cytokiny, a aktivací kaskády nukleárního faktoru kappa B(NF-xB). signalizace [18]. Signalizace BDNF v hipokampu proto hraje důležitou roli v neuropatologii PTSD [17].

Korejský červený ženšen (KRG, Ginseng, Radix rubra) je jedním z nejrozšířenějších rostlinných léčivých přípravků podporujících zdraví s různými účinky, jako je ochrana myokardu, vaskulární úleva a antistres [19] jeho rozmanité fyziologické a farmakologické aktivity, včetně zotavení z únavy, posílení imunity a zlepšení průtoku krve, stejně jako protizánětlivé, antioxidační a zlepšené paměťové aktivity [20-22]. Saponinová frakce KRG je účinná pro zlepšení paměťových deficitů vyvolaných skopolaminem u potkanů ​​a předchází neurodegenerativním poruchám, jako je Alzheimerova choroba (AD)[23].

Ačkoli se mnoho studií pokoušelo objasnit nervové mechanismy, které podporují účinek KRG na posílení paměti, účinek KRG na behaviorální a neurozánětlivé reakce způsobené poškozením paměti vyvolaným jedním prodlouženým stresem (SPS) zůstává špatně pochopeno. Zejména nebylo potvrzeno, zda protizánětlivý účinek KRG souvisí se zánětlivými cytokiny zprostředkovanými NF-xB, regulací BDNF nebo synaptickou plasticitou. Proto jsme v této studii zkoumali ochranné účinky KRG na kognitivní a prostorové poškození v psychiatrickém modelu podobném PTSD vystavením potkanů ​​SPS.

2. Materiály a metody

2.1. Zvířata a podávání KRG

Samci potkanů ​​Sprague-Dawley (ve věku 6-8 týdnů; 220-250 g) byli zakoupeni od Samtako (Soul, Korea). Pokusy na zvířatech byly prováděny za účelem řízení laboratorních zvířat Výborem pro péči o zvířata a jejich použití Univerzity Kyung Hee [KHUASP(SE)-21-268]. Potkani byli rozděleni do šesti skupin: kontrolní skupina, skupina obsahující pouze SPS, skupiny léčené KRG a pozitivní kontrolní skupina. Skupinám léčeným KRG byl podáván KRG v koncentracích 20, 50 nebo 100 mg/kg po dobu 14 dnů intraperitoneální injekcí (IP.) a pozitivní kontrolní lék hydrochlorid paroxetinu (15 mg/kg, PAX, Sigma-Aldrich Chemical Louis, MO, USA). KRG dodala společnost Korean Ginseng Corp. (KT&G, Daejeon, Korea). V této studii jsme zvolili intraperitoneální podání, které může přímo a rychle potvrdit farmakologický účinek, namísto perorálního podání, při kterém došlo k neúplné absorpci ve střevě podobně jako v předchozí studii [19]. Experimentální schéma pro veškeré podávání léků, behaviorální testování a odběr vzorků je uvedeno na obr. 1.

2.2. Jednorázový dlouhodobý stres

Jak již bylo známo, SPS je jedním z nejspolehlivějších modelů PTSD a je známo, že reprodukuje hlavní příznaky PTSD [24]. Potkani byli vystaveni omezujícímu stresu po dobu 2 hodin a nuceni plavat ve vodní nádrži po dobu 20 minut. Byla poskytnuta doba odpočinku, aby se umožnilo krysám zotavit se po dobu 15 minut, a poté byly krysy vystaveny isofluranu, dokud neztratily vědomí. Tyto postupy se nazývaly SPS. Krysy byly ponechány o samotě po dobu 7 dnů, aby se dále posílil stav podobný PTSD.

2.3. Morrisův test vodního bludiště (MWM).

Test MWM se skládá z kruhové vodní nádrže, únikové plošiny a počítačového systému sledování videa (verze 2.5; PanLab Co. Barcelona, ​​Španělsko). Nádrž byla vyrobena z válcového plastu o průměru 200 cm a výšce 35 cm, stěny a podlaha byly natřeny bílou barvou. Na vnitřní stěně nádrže nebyly umístěny žádné značky. Nádrž byla naplněna vodou do výšky 25 cm a teplota vody byla udržována na 23-25 stupni C. Voda byla neprůhledná bílou vodnou barvou tak, aby úniková plošina nebyla viditelná pouhým okem . Únikovou plošinou byl průhledný akrylový válec o průměru 15 cm a výšce 20 cm a horní plocha byla 1,5 cm pod vodní hladinou. Video tracker se skládal z CCD kamery instalované 2,5 m nad vodní nádrží a počítače a ke sledování a analýze chování experimentálních zvířat byl použit program SMART (ver. 2.5; PanLab). Kolem nádrže byly instalovány vizuální podněty různých modelů a laboratorní prostředí a umístění experimentátora byly během experimentálního období udržovány konstantní, jako je experimentální stůl, počítač a židle. Během experimentu zůstal experimentátor na jednom místě, aby prostorové podněty mimo bludiště zůstaly konstantní. Bludiště bylo rozděleno na kvadranty severovýchodní, severozápadní, jihovýchodní a jihozápadní a do středu jihozápadního kvadrantu byla instalována úniková platforma. Výchozí poloha zvířete byla pevně stanovena a tento bod byl označen na vnějším povrchu nádrže.

Krysy mohly během výcviku volně plavat v nádrži a samy vylézat, aby hledaly skryté útočiště. Krysám, které našly únikovou plošinu, bylo umožněno volně pozorovat své okolí, zatímco zůstaly v úkrytu po dobu 10 sekund a byla zaznamenávána doba k dosažení únikové plošiny. Krysy, které nemohly najít únikovou plošinu do 180 s, byly experimentátorem navedeny na únikovou plošinu a poté zůstaly na únikové plošině po dobu 10 s, aby volně pozorovaly okolí, a čas do dosažení únikové plošiny byl zaznamenán jako 180 s. . Test údržby prostorové paměti byl proveden 6. den experimentu MWM. Krysy v každé skupině byly ponechány volně plavat po dobu 60 s jednou ve stejné nádrži, ze které byla odstraněna úniková plošina, aby našli únikovou plošinu. a plavecká dráha byla sledována pomocí video trackeru a uložena v počítačovém analytickém systému.

2.4. Test pasivního vyhýbání se (PAT)

Úhybná krabice je tmavě černá akrylátová krabice (30*30*30 cm) s mřížkovou podlahou a tyčemi z nerezové oceli (průměr 1 cm) rozmístěnými v pravidelných rozestupech na podlaze, kterými může dojít k úrazu elektrickým proudem. aplikovat na plosky nohou. Na vnější stěnu čela boxu bylo instalováno zábradlí (5×15 cm), do kterého se sotva vejde krysa, a mezi zábradlí a vyhýbací box malá posuvná dvířka (5×5 cm). 50W světlo osvětlovalo potkana a bylo instalováno 45 cm nad zábradlím. Krysy byly před experimentem (adaptace) aklimatizovány po dobu 1 minuty ve vyhýbacím se boxu. Potom byla krysa vyjmuta, umístěna na zábradlí a 50W světlo ji osvětlilo. Adaptační pokus skončil, když krysa vstoupila do vyhýbacího boxu (akviziční test). Krysa byla znovu umístěna na zábradlí a krysa vstoupila do vyhýbacího boxu. Na plosky nohou byl současně aplikován elektrický výboj 0,5 mA po dobu 3 s (učení). Krysa byla okamžitě umístěna zpět na zábradlí a byl měřen čas, než krysa vstoupila do únikového boxu (předběžná zkouška). Krysa si vzpomene na elektrický šok a pokusí se vstoupit do tmavého boxu. Po 24 hodinách bez elektrického šoku byla krysa umístěna na zábradlí a byl měřen čas, dokud nevstoupila do vyhýbacího boxu (test retence). V akvizičních i retenčních testech byla zaznamenávána doba setrvání na zábradlí od vysoce rizikového zábradlí krysy po vstup do boxu tmavého oddělení.

2.5. Test v otevřeném poli (OFT)

V OFT byly pozorovány emocionální vzorce chování experimentálních zvířat. Tento test byl proveden den před testem MWM a pro OFT byla vyrobena následující zařízení. OFT použil černou dřevěnou krabičku o rozměrech 60×60×30 cm. Žárovka (60 W) byla instalována asi 2,5 m nad středem pole a střed byl jasnější než okolí, čímž byly krysy varovány. Všechny testy byly provedeny do 3 hodin během nočního cyklu, což je cyklus aktivity potkanů, a doba expozice byla 5 minut. Proměnné měřené během 5 minut expozice jsou následující. Byla měřena vzdálenost, která prošla polem po dobu 5 minut.

2.6. Kontextové podmiňování strachu (CFC)

CFC bylo provedeno za použití samostatné skupiny potkanů, které nepodstoupily test MWM (n {{0}} pro každou skupinu). CFC test byl proveden jako metoda k vyhodnocení reakce strachu u krys. Potkani byli aklimatizováni v klimatizované komoře (CS, zvukový alarm) po dobu 5 minut, poté znovu vystaveni stejné komoře a vystaveni jedinému elektrickému šoku do nohy (USA, 0,5 mA). Po 24 hodinách byly krysy krátce znovu vystaveny (5 minut) CS. Krysy byly znovu vystaveny aktivaci tónu (CS) ve stejné komoře bez elektrického šoku do nohy, aby se stimulovala paměť strachu. Když jsou krysy znovu vystaveny stejné komoře, krysy si zapamatují, znovu získají a upevní vzpomínky na strach, což vede k mrazivé reakci.

2.7. Enzymově vázaná imunoanalýza hladiny zánětlivého mediátoru a proteinu NF-xB

Krysy byly usmrceny ihned po behaviorálním testu a hladiny zánětlivých cytokinů byly měřeny v hippocampu pomocí enzymatických imunosorbčních testů (ELISA). Aby se zabránilo rozkladu nestabilních zánětlivých markerů, byl hipokampus oddělen a skladován při -80 stupni C až do analýzy. Hipokampální mozková tkáň byla homogenizována na ledu s použitím homogenizéru Polytron v 1 x PBS, pH 7,4 obsahujícím koktejl inhibitoru proteázy. Lyzát byl shromážděn a centrifugován při 10, 000 otáčkách za minutu po dobu 10-15 min a supernatant byl shromážděn a kvantifikován na cytokiny. Zánětlivé cytokiny (ⅡL-1 .L-4. Hladiny IL-6.IL-8.IL-12. a TNF-z) a NF-xB v hipokampu byly kvantifikovány pomocí komerčně dostupných souprav ELISA podle pokynů výrobce (Abcam, Cambridge , MA, USA a Cell Signaling Technology, Danvers, MA, USA). Všechny vzorky byly hodnoceny trojmo. Do každé jamky se na 20 minut přidal alikvot 50 ul roztoku substrátu, aby se vyvolal vývoj barvy, a poté se změřila množství prozánětlivých cytokinů a proteinu NF-xB při 450 nm pomocí čtečky ELISA.

2.8. Izolace celkové RNA a analýza RT-PCR

Test reverzní transkripce-polymerázová řetězová reakce (RT-PCR) byl proveden k potvrzení změn v BDNF a kináze B (TrkB)mRNA související s tropomyosinem. Trizol (Sigma-Aldrich) byl použit k izolaci celkové mozkové RNA. Celková RNA byla syntetizována do cDNA pomocí reakce reverzní transkriptázy (Takara Bio, Otsu, Japonsko). Analyzovat hladiny exprese BDNF a TrkB v cDNA. S každým primerem byly provedeny PCR experimenty. Primer glyceraldehyd 3-fosfát dehydrogenázy (GAPDH) byl použit stejným způsobem jako vnitřní standard.

2.9. Western blot

Celkový protein byl extrahován z mozku za účelem vyšetření proteinu p-PSD95 přítomného v hipokampu. Hipokampus byl homogenizován v lyzačním pufru obsahujícím inhibitor fosfatázy a inhibitor proteázy (CyQUANT; Invitrogen, Carlsbad, CA, USA). Koncentrace proteinu byla měřena pomocí soupravy pro kolorimetrické stanovení proteinů Bio-Rad (Bio-Rad Laboratories, Inc, Hercules, CA, USA). Po reakci s myší protilátkou p-PSD95 (1:500, Cell Signaling Technology) byla přidána sekundární protilátka konjugovaná s peroxidázou (HRP-konjugovaný kozí anti-myší IgG; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA). K potvrzení proteinu ošetřeného na membráně byla použita chemiluminiscenční souprava (Super Signal West Pico; Pierce, Rockford, IL, USA). Obsah proteinu byl analyzován pomocí vylepšeného chemiluminiscenčního detekčního systému (Santa Cruz Biotechnology) a metody měření hustoty.

2.10. Statistická analýza

Data jsou vyjádřena jako průměr a ± standardní chyba. Analýza dat byla provedena pomocí softwaru SPSS 13.0(SPSS Inc, Chicago, USA). K vyhodnocení změny tělesné hmotnosti byl použit Studentův t-test a jednotlivá srovnání byla provedena pomocí jednocestné analýzy rozptylu (ANOVA) a Tukeyho post-hoc testu k vyhodnocení změn v měřeních chování a profilu cytokinů. P-hodnota<0.05 was="" considered="">

3. Výsledky

3.1. Snížení tělesné hmotnosti u jednotlivých potkanů ​​vyvolaných dlouhodobým stresem

Tělesné hmotnosti všech potkanů ​​jsme měřili po dobu 14 dnů a normální potkani přibývali na tělesné hmotnosti v průběhu času (obr. 2). Tělesná hmotnost se však v průběhu času snižovala ve skupině traumatického stresu vyvolaného SPS (SPSgroup; str<><0.01, and=""><0.001). however,="" in="" the="" krg-administered="" group,="" there="" was="" no="" significant="" difference="" between="" body="" weight="" compared="" to="" the="" sps="" group="" for="" 14="" days.="" however,="" the="" differences="" in="" the="" body="" weights="" were="" not="" related="" to="" sps-induced="" memory="" impairment.="" nevertheless,="" as="" body="" weight="" is="" an="" important="" indicator="" of="" physiological="" health,="" and="" bodyweight="" deceased="" in="" the="" sps-induced="" rats,="" the="" rats="" were="" judged="" to="" have="" received="" sufficient="" traumatic="">

3.2. Korejský červený ženšen zmírňuje poruchy kognitivní a prostorové paměti u krys s jedním prodlouženým stresem

Obr. 3 ukazuje výsledky MWM provedené za účelem stanovení, jak KRG ovlivnil kognitivní funkce a schopnosti učení a paměti ve zvířecím modelu SPS. Rozdíl mezi skupinami byl významný 5. den tréninku [F(5,33)= 4.124, s.<0.01(fig. 3a).="" the="" ability="" of="" the="" normal="" rats="" to="" find="" the="" hidden="" platform="" improved="" daily="" during="" the="" 5-day="" training="" phase="" (acquisition="" phase).="" however,="" the="" sps="" group="" spent="" more="" time="" looking="" for="" the="" hidden="" platform="" during="" the="" training="" phase="" than="" the="" saline-treated="" normal="" (sal)group="">< 0.05="" on="" day="" 5).="" as="" a="" result="" of="" analyzing="" the="" main="" effect="" of="" this="" difference="" by="" tukey's="" post="" hottest,="" the="" escape="" latency="" of="" the="" 100="" mg/kg="" krg-administered="" dose="" group="" was="" significantly="" shorter="" than="" that="" of="" the="" sps="" group=""><0.05 on="" day="" 5).="" the="" mwm="" results="" showed="" that="" the="" sps="" group="" delayed="" learning="" early="" in="" the="" training="" phase,="" particularly="" from="" the="" first="" day="" of="" the="" learning="" session,="" and="" that="" the="" learning="" delay="" caused="" by="" this="" sps="" procedure="" was="" suppressed="" by="" krg.="" the="" average="" swimming="" speed="" was="" not="" different="" between="" the="" groups(fig.="">

Retenční test ukázal významné změny ve výkonnosti všech potkanů. Zejména normální krysy byly vysoce účinné ve všech aspektech testu prostorové paměti. Nicméně krysy vystavené SPS vykazovaly zhoršenou prostorovou paměť (obr. 3C-F). Nicméně skupina, které bylo podáváno 100 mg/kg KRG, strávila v cílové oblasti významně delší dobu ve srovnání se skupinou SPS (p<0.05). in="" addition,="" the="" number="" of="" entries="" into="" the="" target="" area="" increased="" significantly="" (p="" <="" 0.05).="" impairments="" in="" learning="" and="" memory="" were="" observed="" in="" the="" sps="" group="" during="" the="" mwm="" experiment,="" and="" these="" learning="" and="" memory="" impairments="" were="" pre-vented="" by="" administrating="" krg="" for="" 2="">

Pro potvrzení, zda KRG obnovuje poruchu paměti, byl KRG podáván krysám s paměťovými deficity vyvolanými SPS a jejich paměťová funkce byla zkoumána pomocí PAT (obr. 4A a B). V důsledku toho se výkonnost paměti mezi skupinami nelišila. Jinými slovy, žádný z potkanů ​​nebyl kognitivně narušen během akvizičních pokusů bez elektrické stimulace. Po 24 hodinách však retenční test ukázal, že skupina SAL měla lepší pasivní vyhýbavé učení než skupina SPS(p<0.05). the="" rats="" in="" the="" sps+="" krg100="" group="" showed="" an="" increased="" latency="" to="" enter="" the="" dark="" compartment="" for="" retention="" compared="" to="" the="" sps="" group,="" although="" this="" result="" was="" only="" marginally="" significant="" (p="" ¼="" 0.061).="" as="" the="" effect="" of="" the="" sps="" procedure="" or="" drug="" administration="" may="" be="" delayed="" by="" changing="" the="" locomotor="" activity="" of="" the="" animal,="" we="" examined="" the="" locomotor="" activity="" of="" animals="" in="" an="" environment="" similar="" to="" the="" breeding="" conditions="" as="" several="" behavior="" types.="" as="" a="" result="" of="" behavioral="" analysis,="" all="" other="" observed="" behaviors="" were="" not="" affected="" by="" traumatic="" stress="" or="" krg="" administration="" (fig.="">

3.3. Korejský červený ženšen zmírňuje zhoršenou paměť strachu u krys, vyvolaných dlouhodobým stresem

Mrazivé chování prostřednictvím kondičního tréninku se u potkanů ​​s PTSD v důsledku SPS zvyšuje. Chování krys při zmrazování bylo měřeno jejich opětovným vystavením kontextu, kdy byl indukován CFC, aby se vyhodnotil účinek KRG. Chování při zmrazování bylo měřeno expozicí po dobu 5 minut během CFC (obr. 4D a E). Post-hoc test ukázal, že doba zmrazení byla významně delší ve skupině SPS než ve skupině SAL (p < 0.01="" ve="" dnech="" 7="" a="" 14,="" v="" tomto="" pořadí).="" nicméně="" podání="" 100="" mg/kg="" krg="" v="" den="" 14="" významně="" zkrátilo="" dobu="" zmrazení="" ve="" srovnání="" se="" skupinou="" sps="" (p=""><>

3.4. Korejský červený ženšen snižuje prozánětlivé cytokiny a zvyšuje protizánětlivé cytokiny v hippocampu potkanů ​​léčených jedním dlouhodobým stresem

Obr. 5A AF ukazuje výsledky podávání KRG na expresi zánětlivých cytokinů v hipokampální tkáni pomocí ELISA. Prozánětlivé cytokiny (IL-1b, IL-6 a IL-8) vzrostly ve skupině SPS (p < 0.05="" a="" p="">< 0.001),="" zatímco="" a="" protizánětlivé="" cytokiny="" (il-12)="" se="" snížily="" (p="">< 0,01).="" podávání="" krg="" (100="" mg/kg)="" však="" významně="" zmírnilo="" zvýšení="" hladin="" prozánětlivých="" markerů="" il-6="" a="" il-8="" v="" hipokampu="" vyvolané="" sps="" (p="">< 0,05,="" v="" tomto="" pořadí).="" kromě="" toho="" podávání="" krg="" (100="" mg/kg)="" významně="" zmírnilo="" pokles="" protizánětlivého="" markeru="" il-12="" v="" hipokampu="" prostřednictvím="" sps="" (p=""><>

3.5. Korejský červený ženšen snižuje aktivaci NF-kB v hipokampu potkanů ​​léčených jedním dlouhodobým stresem

Obr. 5G ukazuje výsledky podávání KRG na úrovni NF-kB v hipokampální tkáni pomocí ELISA. Významné zvýšení hladiny NF-kB bylo pozorováno v hipokampu skupiny SPS ve srovnání se skupinou SAL (p < 0.01).="" nicméně="" krg="" (100="" mg/kg)="" významně="" zmírnil="" zvýšení="" hladin="" nf-kb="" v="" hipokampu="" vyvolané="" sps="" (p=""><>

3.6. Korejský červený ženšen zvyšuje expresi BDNF mRNA v hippocampu potkanů ​​léčených jedním dlouhodobým stresem

Hladiny mRNA BDNF a TrkB byly zkoumány po podání SPS a KRG pomocí analýzy PCR (obr. 6A). BDNF mRNA významně poklesla ve skupině SPS ve srovnání se skupinou SAL (p < 0,05).="" avšak="" ve="" skupině="" podrobené="" opakovanému="" předběžnému="" ošetření="" krg="" se="" mrna="" bdnf="" významně="" zvýšila="" ve="" srovnání="" se="" skupinou="" sps="" (252,51="" procenta,=""><0.05). also,="" trkb="" mrna="" level="" in="" the="" sps="" group="" decreased="" compared="" to="" the="" sal="" group,="" although="" this="" result="" was="" only="" marginally="" significant(p="0.062)." unfortunately,="" there="" was="" no="" difference="" in="" trkb="" mrna="" in="" all="">

3.7. Korejský červený ženšen podporuje syntézu PSD-95 synaptického proteinu v hippocampu potkanů ​​léčených jedním dlouhodobým stresem

Měřili jsme postsynaptický marker vezikul PSD-95, který se podílí na zlepšení prostorové a kognitivní paměti zlepšením synaptické plasticity. V důsledku toho se hladina proteinu PSD-95 snížila ve skupině SPS ve srovnání se skupinou SAL, i když tento výsledek byl jen okrajově významný (p= 00,482). Léčba KRG také zvýšila hladinu proteinu PSD-95 ve srovnání se skupinou SPS, i když tento výsledek byl pouze okrajově významný (p =0,094).

4. Diskuze

Naše studie ukázala, že SPS ovlivňuje kognitivní funkce, včetně učení a paměti, a že SPS zvyšuje zánětlivé cytokiny zprostředkované NF-xB a snižuje regulaci BDNF a proteinu synaptické plasticity, PSD-95 v hipokampu. Podávání KRG však snížilo podmíněnou paměť strachu, zlepšilo učení a poruchy paměti, inhibovalo produkci prozánětlivých cytokinů a zvýšilo produkci protizánětlivých cytokinů u potkanů ​​vyvolaných SPS. Kromě toho léčba KRG podpořila hladiny BDNF a obnovila expresi PSD-95, synaptického proteinu lokalizovaného v hipokampu. Tyto výsledky naznačují, že podávání KRG významně zmírnilo kognitivní dysfunkci způsobenou SPS prostřednictvím regulace systémů NF-kB a BDNF, a mohl by sloužit jako účinné protizánětlivé a potenciální neuroprotektivní činidlo.

Zkoumali jsme na dávce závislý účinek KRG, abychom potvrdili optimální účinnost. Zvolili jsme dávku 100 mg/kg. Tato dávka již byla prokázána jako účinná v mnoha studiích [21]. Několik studií prokázalo, že KRG zlepšuje paměť u pacientů s neurodegenerativními poruchami paměti, jako je AD [25], stárnutí vyvolané D-galaktózou [26] a model LPS [27] Kromě toho KRG snižuje nárůst sérové ​​hladiny. hladiny kortikosteronu způsobené stresem [19]. Naše výsledky tedy potvrzují, že KRG zabránil změnám chování po PTSD-indukovaném poškození paměti a kognitivní dysfunkci, podobně jako v předchozí studii [19].

V této studii jsme provedli testy PAT a MWM, což jsou dva různé typy testů paměti. Naše studie ukázala, že SPS závažně narušil retenci paměti tím, že významně zkrátil latenci step-through na retenční studii PAT. Podávání KRG však významně obnovilo uchování paměti a schopnost načítání paměti prodloužením latence step-through. Kromě toho potkani indukovaní SPS vykazovali podstatně delší únikové latence k dosažení platformy a vykazovali špatnou výkonnost prostorového učení [28]. SPS vedl ke zhoršené konsolidaci paměti a načítání při retenčním testu [28]. Podávání KRG však zkrátilo únikovou latenci, což mělo za následek krátké únikové vzdálenosti v testu prostorového učení. Kromě toho podávání KRG zlepšilo rychlost učení a schopnost konsolidace paměti zlepšením časů překročení a cílové vzdálenosti kolem cílového kvadrantu při pokusu s prostorovou sondou. Naše výsledky naznačují, že KRG signifikantně zlepšilo vážné potíže s vybavováním paměti a vyhledáváním způsobené procedurou SPS. Protože nebyl pozorován žádný rozdíl mezi skupinami na OFT, který měří množství lokomotorické aktivity, KRG neovlivnil abnormality motorických funkcí ani zlepšení motorické výkonnosti. Zkrácení doby potřebné k dosažení plošiny po podání KRG bylo výsledkem zlepšeného zhoršení paměti, nikoli zlepšení lokomotorické aktivity krys. Také podávání KRG zmírnilo paměť strachu způsobenou SPS.

Zánětlivé bouře jsou důležitým faktorem vedoucím ke zhoršení kognitivní a prostorové paměti [29]. Mnoho studií prokázalo, že rychlá a přetrvávající zánětlivá reakce ničí paměťovou síť, zvyšuje produkci zánětlivých cytokinů a mění expresi proteinů, což vede k neurodegenerativním onemocněním, jako je AD a Parkinsonova choroba [13,30]. Zánětlivá bouře způsobená zvířecím modelem SPS proto narušila kognitivní a paměťové funkce a potlačení zánětlivé bouře potlačuje narušení paměťové funkce [31]. V naší studii se zvýšila sekrece prozánětlivých cytokinů (IL-1b, IL-6 a IL-8) ​​a sekrece protizánětlivých cytokinů (IL{{10 }}) poklesl v hippocampu ve zvířecím modelu vyvolaném SPS, což mělo za následek vážné kognitivní deficity. Podávání KRG však snížilo nadprodukci prozánětlivých cytokinů a potlačilo pokles protizánětlivých cytokinů v hipokampu vyvolaný SPS. Tyto protizánětlivé reakce zlepšují neurozánět inhibicí aktivace NF-kB dráhy v hipokampu. KRG chránil před poškozením paměti a neurozánětem způsobeným SPS aktivací NF-kB dráhy. Tyto výsledky naznačují, že KRG významně oslabuje změny chování způsobené kognitivními poruchami vyvolanými SPS inhibicí neurozánětu a aktivací pro- a protizánětlivých cytokinů a NF-kB dráhy.

BDNF je široce distribuovaný signální protein v centrálním nervovém systému [32]. BDNF podporuje přežití, růst, diferenciaci a vývoj neuronů a hraje důležitou roli ve struktuře neuronů a synaptické plasticitě [32]. BDNF aktivuje NF-kB signální kaskádu k regulaci zánětlivých látek, jako jsou zánětlivé cytokiny, k indukci přežití buněk a ke zvýšení synaptické plasticity aktivací dráhy mTOR prostřednictvím regulace signálů Akt a ERK [33]. Signalizace BDNF v hipokampu proto hraje důležitou roli v neuropatologickém mechanismu PTSD [34]. BDNF je důležitým mediátorem mezi kognitivní poruchou a neurozánětem a modulace BDNF signalizace může být důležitým způsobem regulace neurozánětu a kognitivních funkcí u stresem poškozených potkanů ​​[35]. Mnoho studií prokázalo, že neurozánět snižuje hladinu BDNF v hipokampu [36]. Neurozánět způsobený SPS mění synaptickou plasticitu snížením regulace dráhy BDNF-TrkB [37]. Naše výsledky ukazují, že SPS snižoval expresi BDNF mRNA související s poruchou paměti a snižoval expresi PSD-95 u potkanů. KRG však inhiboval pokles exprese mRNA BDNF a zvýšil hladinu exprese PSD-95 v hippocampu indukovanou SPS.

Proto podávání KRG zlepšilo kognitivní funkce a schopnosti, jako je získávání učení, konsolidace paměti a vymizení paměti strachu ve zvířecím modelu s poškozením paměti vyvolané SPS regulací signalizace BDNF, synaptických proteinů a aktivace NF-kB. Naše zjištění naznačují, že KRG je užitečná alternativní léčba kognitivních dysfunkcí souvisejících s traumatickým stresem, jako jsou ty, které se vyskytují během PTSD. Kromě toho je potřeba dále zkoumat preventivní účinky KRG na zlepšení paměti a jejích základních mechanismů v budoucnu.

Reference

[1] Ceremuga TE, Shellabarger P, Persson T, Fanning M, Galey P, Robinson D, Bertsch S, Ceremuga GA, Bentley M. Účinky tetrahydropalmatinu na změny vyvolané posttraumatickou stresovou poruchou v genové expresi potkaního mozku. J Integr Neurosci 2013;12:513e28.

[2] Kessler RC. Posttraumatická stresová porucha: zátěž pro jednotlivce a společnost. J Clin Psychiatr 2000;61:4e12.

[3] Hopper JW, Frewen PA, van der Kolk BA, Lanius RA. Nervové koreláty opětovného prožívání, vyhýbání se a disociace u PTSD: dimenze symptomů a dysregulace emocí v reakcích na traumatické snímky řízené scénářem. J Trauma Stres 2007;20:713e25.

[4] Leskin LP, White PM. Sítě pozornosti odhalují deficity exekutivních funkcí u posttraumatické stresové poruchy. Neuropsychologie 007;21:275-284.

[5] Han F, Xiao B, Wen L, Shi Y. Účinky fluoxetinu na amygdalu a hipokampus po podání jednorázového dlouhodobého stresu samcům potkanů ​​Wistar: nálezy in vivo protonové magnetické rezonanční spektroskopie. Psychiatr Res 2015;232:154e61.

[6] Takahashi T, Morinobu S, Iwamoto Y, Yamawaki S. Účinek paroxetinu na zvýšený kontextový strach vyvolaný jednorázovým dlouhodobým stresem u potkanů. Psychofarmakologie 2006;189:165e73.

[7] Ebenezer PJ, Wilson CB, Wilson LD, Nair AR, Francis J. Protizánětlivé účinky borůvek na zvířecím modelu posttraumatické stresové poruchy (PTSD). PLoS One 2016;11:e0160923.

[8] Wang SC, Lin CC, Chen CC, Tzeng NS, Liu YP. Účinky oxytocinu na paměť strachu a neuroinflammaci u modelu posttraumatické stresové poruchy u hlodavců. Int J Mol Sci 2018;19:3848 [přehled].

[9] Ebenezer PJ, Wilson CB, Wilson LD, Nair AR. Protizánětlivé účinky borůvek na zvířecím modelu posttraumatické stresové poruchy (PTSD). PloS One 2016;11:e0160923.

[10] Wang SC, Lin CC, Chen CC, Tzeng NS, Liu YP. Účinky oxytocinu na paměť strachu a neurozánět v modelu hlodavců posttraumatické stresové poruchy. Int J Mol Sci 2018a;19:3848e58.

[11] Lai S, Wu G, Jiang Z. Léčba glycyrrhizinem usnadňuje zánik podmíněných reakcí strachu po jednorázovém dlouhodobém vystavení stresu u potkanů. Cell Physiol Biochem 2018;45:2529e39.

[12] Liu M, Xie J, Sun Y. Zánět zprostředkovaný TLR4/MyD88/NF-kappaB přispívá k srdeční dysfunkci u potkanů ​​s PTSD. Cell Mol Neurobiol 2020;40: 1029e35.

[13] Cunningham C, Hennessy E. Komorbidita a systémový zánět jako hnací síla kognitivního poklesu: nové experimentální modely přijímající širší paradigma ve výzkumu demence. Alzheimer's Res Ther 2015;7:33e40.

[14] Li XM, Han F, Liu DJ, Shi YX. Jednorázově prodloužená stresem indukovaná mitochondriálně závislá apoptóza v hipokampu u potkaního modelu posttraumatické stresové poruchy. J Chem Neuroanat 2010;40:248e55.

[15] Wang W, Wang R, Xu J, Qin X, Jiang H, Khalid A, Liu D, Pan F, Ho CSH, Ho RCM. Minocyklin zmírňuje změny chování vyvolané stresem prostřednictvím svých protizánětlivých účinků na zvířecím modelu posttraumatické stresové poruchy. Front Psychiatr 2018b;9:558e68.

[16] Oh JY, Kim YK, Kim SN, Lee B, Jang JH, Kwon S, Park HJ. Akupunktura moduluje stresovou reakci signální dráhou mTOR v modelu posttraumatické stresové poruchy u potkanů. Sci Rep 2018;8:11864e74.

[17] Li M, Xie Y, Niu K, Li K. Elektroakupunktura zlepšuje posttraumatickou stresovou poruchu u potkanů ​​prostřednictvím mechanismu zahrnujícího signální dráhu BDNF-TrkB. Cell Mol Biol 2020;66:165e70.

[18] Dias L, Lopes ČR, Gonçalves FQ, Nunes A, Pochmann D, Machado NJ, Tom e AR, Agostinho P, Cunha RA. Přeslechy mezi ATP-P 2X7 a receptory adenosinu A2A kontrolujícími neurozánět u krys vystavených opakovanému omezujícímu stresu. Front Cell Neurosci 2021;1:639322e63932.

[19] Lee B, Sur B, Lee H, Oh S. Korejský červený ženšen předchází u krys chování podobnému depresi vyvolané posttraumatickou stresovou poruchou prostřednictvím aktivace serotonergního systému. J Ginseng Res 2020;44:644e54.

[20] Kim S, Lee Y, Cho J. Extrakt z korejského červeného ženšenu vykazuje neuroprotektivní účinky prostřednictvím inhibice apoptotické buněčné smrti. Biol Pharm Bull 2014;37: 938e46.

[21] Lee J, Cho JY, Kim WK. Protizánětlivý účinek cvičení a korejského červeného ženšenu u stárnoucích modelových potkanů ​​s aterosklerózou vyvolanou dietou. Nutr Res Pract 2014;8:284e91.

[22] Park JK, Shim JY, Cho AR, Cho MR, Lee YJ. Korejský červený ženšen chrání před poškozením mitochondrií a intracelulárním zánětem na zvířecím modelu diabetes mellitus 2. typu. J Med Food 2018;21:544e50.

[23] Jin SH, Park JK, Nam KY, Park SN, Jung NP. Saponiny z korejského červeného ženšenu s nízkými poměry protopanaxadiolu a protopanaxatriol saponinu zlepšují skopolaminem indukovanou poruchu učení a prostorovou pracovní paměť u myší. J Ethnopharmacol 1999;66:123e9.

[24] Šerová LI, Lauková M, Alaluf LG, Pucillo L, Sabban EL. Intranazální neuropeptid Y ruší úzkost a depresivní chování narušené jedním modelem dlouhodobého stresu PTSD. Eur Neuropsychopharmacol 2014;24:142e7.

[25] Lee S, Youn K, Jun M. Hlavní sloučeniny oleje z červeného ženšenu zmírňují apoptózu neuronů a zánět indukovanou Abeta(25- 35) modulací MAPK/NF kappaB dráhy. Food Funct 2018;9:4122e34.

[26] Park S, Kim CS, Min J, Lee SH, Jung YS. Strava s vysokým obsahem tuku zvyšuje oxidační poškození ledvin a glykaci proteinů u stárnoucích potkanů ​​vyvolaných D-galaktózou a její prevenci korejského červeného ženšenu. J Nutr Sci Vitaminol 2014;60:159e66.

[27] Sun K, Wang CS, Guo J, Horie Y, Fang SP, Wang F, Liu YY, Liu LY, Yang JY, Fan JY, Han JY. Ochranné účinky ginsenosidu Rb1, ginsenosidu Rg1 a notoginsenosidu R1 na lipopolysacharidy indukované mikrocirkulační poruchy krysí mezenterie. Life Sci 2007;81:509e18.

[28] Lee B, Hong R, Lim P, Cho D, Yeom M, Lee S, Kang KS, Lee SC, Shim I, Lee H, Hahm DH. Etanolový extrakt z aralie kontinentální zlepšuje kognitivní deficity prostřednictvím modifikací exprese BDNF a protizánětlivých účinků na potkaním modelu posttraumatické stresové poruchy. BMC Compl Alternative Med 2019; 19:11e20.

[29] Hajipour S, Farbood Y, Gharib-Naseri MK, Goudarzi G, Rashno M, Maleki H, Bakhtiari N, Ansari A, Khoshnam SE, Dianat M, Sarkaki B, Sarkaki A. Vystavení okolním prašným částicím zhoršuje prostorovou paměť a hipokampální LTP zvýšením zánětu mozku a oxidačního stresu u potkanů. Life Sci 2020;242:117210e20.

[30] Olsson A, Csajbok L, Ost M, H€ Hoglund K, Nylen K, Rosengren L, Nellgård B, Blennow K. Výrazné zvýšení beta-amyloidu (1-42) a amyloidního prekurzorového proteinu v komorovém mozkomíšním moku po těžkém traumatickém poranění mozku. J Neurol 2004;251:870e6.

[31] Gong QH, Pan LL, Liu XH, Wang Q, Huang H, Zhu YZ. S-propargyl-cystein (ZYZ-802), aminokyselina obsahující síru, zmírňuje kognitivní deficity vyvolané beta-amyloidem a prozánětlivou odpověď: zapojení ERK1/2 a NF-kB dráhy u potkanů. Aminokyseliny 2011;40:601e10. [32] Yamada K, Mizuno M, Nabeshima T. Role neurotrofického faktoru odvozeného z mozku v učení a paměti. Life Sci 2002;70:735e44.

[33] Multi A, Ma S, Zhang H, Ren B, Zhao B, Wang L, Liu X, Zhao T, Kamanova S, Sair AT, Liu Z, Liu X. Flavonoidy rakytníku zmírňují vysoký obsah tuku a fruktózy kognitivní porucha vyvolaná stravou inhibicí inzulínové rezistence a neurozánětu. J Agric Food Chem 2020;68:5835e46.

[34] Ni L, Xu Y, Dong S, Kong Y, Wang H, Lu G, Wang Y, Li Q, Li C, Du Z, Sun H, Sun L. Potenciální role iontového kanálu HCN1 a BDNF- mTOR signální dráhy a synaptický přenos při zmírnění PTSD. Transl Psychiatry 2020;10:101e10.

[35] Barrientos RM, Sprunger DB, Campeau S, Watkins LR, Rudy JW, Maier SF. Exprese mRNA BDNF v potkaním hipokampu po kontextuálním učení je blokována intrahippokampálním podáním IL-1 beta. J Neuroimmunol 2004;155:119e26.

[36] Guan Z, Fang J. Periferní imunitní aktivace lipopolysacharidem snižuje neurotrofiny v kůře a hipokampu u potkanů. Brain Behav Immun 2006;20:64e71.

[37] Ji LL, Peng JB, Fu CH, Cao D, Li D, Tong L, Wang ZY. Aktivace Sigma-1 receptoru zlepšuje chování podobné úzkosti a kognitivní poruchy na potkaním modelu posttraumatické stresové poruchy. Behav Brain Res 2016;311: 408e15.