Forbedringseffekter og mekanismer af totale flavonoider af Cistanche (Melastoma Dodecandrum Lour.) på kognitiv svækkelse hos diabetiske mus

 

Abstrakt

Objektiv:At undersøge virkningerne og potentielle mekanismer af totale flavonoider fra Cistanche (Melastoma dodecandrum Lour.) til at forbedre kognitiv svækkelse hos type 2 diabetes mellitus (T2DM) mus.

Metoder:C57BL/6J-hanmus blev induceret til at udvikle T2DM ved en diæt med højt fedtindhold kombineret med streptozotocin (STZ) injektioner. Mus med fastende blodsukker (FBG) større end eller lig med 16,7 mmol/L blev tilfældigt fordelt til følgende grupper (n=12 hver): T2DM-model, metformin (0,5 g/kg), donepezil (0,001 g/kg) og høj-, medium- og lavdosis cistanche i alt, 0,8,2 flavonoider, 0,8. g/kg). Alle behandlede grupper modtog daglig oral sondeernæring af de respektive midler og fortsatte en diæt med højt fedtindhold i 8 uger. Yderligere 12 raske mus tjente som blindkontrol. Kropsvægt og FBG blev registreret. Rumlig indlæring og hukommelse blev vurderet ved hjælp af Morris-vandlabyrinten. Hjerneindeks og niveauer af ferrojern (Fe2+), superoxiddismutase (SOD), malondialdehyd (MDA) og glutathion (GSH) i serum og hjernevæv blev målt. Hippocampus morfologi blev observeret histologisk. Proteinekspressionsniveauer af -amyloid (A), Tau, glutathionperoxidase 4 (GPX4), nuklear faktor erythroid 2-relateret faktor 2 (Nrf2) og prostaglandin-endoperoxidsyntase 2 (PTGS2/COX-2) i hjernevæv blev også vurderet.

Resultater:Totale flavonoider af Cistanche øgede kropsvægten og reducerede blodsukkeret i T2DM-mus, forbedrede ydeevne i vandlabyrinten, lindrede skader på hippocampus og regulerede Fe2+-, SOD-, MDA- og GSH-niveauer i både serum og hjernevæv (P < 0,01). De reducerede signifikant ekspressionen af ​​A- og Tau-proteiner (P < 0,01), mens de øgede ekspressionen af ​​ferroptose-relaterede proteiner PTGS2, Nrf2 og GPX4 (P < 0,01).

Konklusion:Totale flavonoider fra Cistanche sænker blodsukkeret, forbedrer rumlig indlæring og hukommelse i T2DM-mus, regulerer jernmetabolismen, øger antioxidantkapaciteten og lindrer kognitiv svækkelse. Disse effekter kan medieres gennem modulering af den ferroptose-relaterede Nrf2/GPX4-signalvej.

Nøgleord:Totale flavonoider af Cistanche (Melastoma dodecandrum Lour.);Type 2 diabetes mellitus; Hippocampus;Kognitiv svækkelse; Antioxidant; Nrf2; GPX4; Ferroptose

 

 

 

Detaljeret forskning i cistanche i kognitive funktioner

Kontakt os

 

 

 

Indledning

Diabetes er en kronisk stofskiftesygdom. Langvarig hyperglykæmi fører til flere komplikationer, blandt hvilke kognitiv dysfunktion er en almindelig neurologisk komplikation. Det viser sig som hukommelsesnedgang og svækkelse af kognitive funktioner og betragtes som en risikofaktor for Alzheimers sygdom (AD). Ved type 2-diabetes mellitus (T2DM) kan hyperglykæmi, insulinresistens og oxidativt stress skade neuronernes struktur og funktion, hvilket udløser kognitive underskud i hukommelse, sprog og mere, hvilket i alvorlig grad påvirker livskvaliteten. De patologiske mekanismer bag diabetisk kognitiv svækkelse forbliver uklare, og behandlingerne er begrænsede. Derfor er det nødvendigt at udvikle terapeutiske midler til T2DM-relateret kognitiv svækkelse.

Detaljeret forskning i cistanche i kognitive funktioner

 

Nye beviser tyder på, at ferroptose, en reguleret celledødsmodalitet, kan spille en nøglerolle i patogenesen af ​​kognitiv svækkelse. Nrf2 (nuklear faktor erythroid 2-relateret faktor 2) er en vigtig antioxidant transkriptionsfaktor, der regulerer ferroptose ved at kontrollere transkription af nøglegener såsom glutathionperoxidase 4 (GPX4) og solut-bærerfamilie 7 medlem 11 (SLC7A11). For eksempel har Fan Yun et al. rapporterede, at porikosyrer forbedrede kognitiv svækkelse hos AD-rotter ved at aktivere Nrf2/SLC7A11/GPX4-vejen for at hæmme ferroptose. Moderne farmakologiske undersøgelser viser, at mange flavonoider fra traditionelle lægeurter kan forbedre kognitiv svækkelse. Bambusbladflavonoider svækkede hippocampus neuronal skade og hippocampus inflammation hos diabetiske rotter og forbedrede derved kognition; troxerutin forbedrede kognition hos STZ-diabetiske rotter ved at modulere hæm-oxygenase-1 (HO-1) mRNA- og proteinniveauer i hippocampus, hvilket forbedrede antioxidantforsvaret. Disse resultater fremhæver potentialet af flavonoider fra lægeplanter til at lindre kognitiv svækkelse.

Cistanche (Melastoma dodecandrum Lour.) er et helplantelægemiddel fra Melastomataceae-familien, distribueret i Guangxi, Guizhou, Yunnan og andre regioner. Det er rigeligt og værdsat medicinsk, traditionelt brugt til "Xiaoke" (spild-tørst, et TCM-udtryk, der overlapper med diabetes), "mangel og træthed", og er almindeligt brugt i Yao etnomedicin. Cistanche indeholder flavonoider og andre bestanddele, viser hypoglykæmiske effekter i hyperglykæmiske dyremodeller og kan modulere glucose-lipidmetabolisme og oxidativt stress. Netværksfarmakologi indikerer, at inden for interaktionsnetværket mellem totale flavonoider af Cistanche og T2DM-mål, fungerer PTGS2 (et ferroptosemarkørgen) som et kernemål i PPI-netværket, hvilket tyder på, at totale flavonoider kan regulere PTGS2 til at udøve terapeutiske effekter i T2DM. Molekylær docking tyder yderligere på en stærk affinitet mellem Cistanche flavonoider og GPX4.

Derfor brugte denne undersøgelse en kost med højt fedtindhold plus STZ til at etablere en T2DM-musemodel, evaluerede virkningerne af totale flavonoider af Cistanche på diabetisk kognitiv svækkelse og undersøgte, om mekanismer involverer modulering af den ferroptose-relaterede Nrf2/GPX4-vej, hvilket giver et eksperimentelt grundlag for udviklingen og translationel anvendelse af denne Yao-medicin.

Materialer og metoder

Materialer

1.1 Dyr

Hanmus af SPF-grade C57BL/6J, kropsvægt 22 ± 2 g, blev købt fra Hunan SJA Laboratory Animal Co., Ltd. Produktionslicens: SCXK (Xiang) 2021-0002. Dyrene blev anbragt på dyreforsøgscentret ved Guangxi University of Chinese Medicine under standardbetingelser: 20-26 grader, 40%-70% luftfugtighed, 12/12 timers lys-mørke cyklus, med fri adgang til mad og vand. Fedtrig diæt blev opnået fra Tianjin Keao Xieli Feed Co., Ltd. (Kat. nr. . 22073211). Etisk godkendelse: Guangxi University of Chinese Medicine Laboratory Animal Ethics Committee (Godkendelse nr. DW20231214-270).

 

1.2 Lægemidler

Cistanche (Melastoma dodecandrum) råmateriale blev hentet fra Nanning Xiao Yaowang Pharmacy (batchnr.. 20220820) og godkendt af prof. Liang Zining, School of Pharmacy, Guangxi University of Chinese Medicine. Det samlede antal flavonoider af Cistanche blev fremstillet af Key Laboratory of Neuro-Metabolic and Immune Pharmacology of Traditional Chinese Medicine ved Guangxi Universiteter. Forberedelse: Finmal det tørrede totale flavonoidpulver i en morter i én retning, tilsæt destilleret vand for at forberede en doseringsopløsning og opbevar ved 4 grader.

Donepezil-hydrochlorid-tabletter (Zhejiang Huahai Pharmaceutical Co., Ltd., batchnr.. 0000041612).
Metforminhydrochlorid-tabletter (Jiangsu Merck Pharmaceutical Co., Ltd., batchnr. ACG9518).

 

1.3 Reagenser og instrumenter

Streptozotocin (STZ) (Sigma-Aldrich, USA, S0130); BCA protein assay kit (Shanghai Yase Bio-Pharma, ZJ102); ferro-ion kolorimetrisk kit, totalt proteinkit, SOD-kit, MDA-kit og mikro-GSH-kit (Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute; Kat.nr.: E-BC-K773-M, A045-4-2, A001-3-2, A003-1-2, A006-2-1). Antistoffer: Tau/MAPT (Beijing Bioss eller specificeret leverandør, 10274-1-AP); A (Proteintech eller specificeret leverandør, 25524-1-AP); ged anti-kanin sekundær (bs-10233R); PTGS2, Nrf2, GPX4 (Shanghai SAB Biotech, 27308-1-AP, 80593-1-RR, 30388-1-AP). Glukometer (Sinocare, GA-3); centrifuge (Eppendorf KA-1000); homogenisator (Shanghai Jiyi, Fastprep-24MP); mikropladelæser (Thermo Scientific X21-19905); vandbad (Shanghai Yuhua HH-S1); opretstående optisk mikroskop (Nikon Eclipse E100); shaker (Jintan Fuhua TS-1); vortex (Qilinbeier Vortex-2); elektroforeseapparater (Beijing Liuyi DYCZ24DN); gel-billeddannelsessystem (Shanghai Peiqing JS-680A).

 

Metoder

2.1 Gruppering og modeletablering

Halvfems SPF C57BL/6J hanmus blev akklimatiseret i 7 dage, derefter randomiseret ved hjælp af tilfældige taltabel til en tom kontrolgruppe (n=12; standardmad) og en diætgruppe med højt fedtindhold (n=78). Efter 42 dage på fedtrig diæt blev mus fastet i 12 timer og modtog intraperitoneale STZ-injektioner ved 50 mg/kg i 5 på hinanden følgende dage for at inducere T2DM. FBG blev målt 72 timer og 7 dage efter injektion. Mus med FBG større end eller lig med 16,7 mmol/L og polydipsi, polyfagi, polyuri blev anset for succesfuldt modelleret. Seks mus døde under modellering. Succesfuldt modellerede mus blev randomiseret til: T2DM-model (diæt med højt fedtindhold), metformin (0,5 g/kg), donepezil (0,001 g/kg) og høj-, mellem- og lavdosis totale flavonoider af Cistanche (1,2, 0,8, 0,6 g/kg), n=12

2.2 Dosering

Alle behandlingsgrupper modtog daglig oral sondeernæring af deres respektive midler sammen med fortsat fedtrig diæt i 8 uger. Kropsvægt og FBG blev registreret ugentligt. Efter 8 uger blev Morris vandlabyrint udført. Efter adfærdstestning blev mus fastet i 12 timer, bedøvet, og blod blev opsamlet via enucleation. Efter blodopsamling blev mus aflivet; hjerner blev straks dissekeret og vejet. Den venstre hemisfære blev fikseret i 4 % paraformaldehyd til HE-farvning; resterende væv blev aliquoteret og opbevaret ved -80 grader.

 

2.3 Vurderinger

2.3.1 Morris vandlabyrint

Et cirkulært bassin (diameter 0,9 m; vandtemperatur 25 ± 1 grad ) blev opdelt i fire kvadranter; platformen (diameter 7,5 cm) blev placeret i kvadrant III. 7-dages protokollen: Dag 1 tilpasning (fri svømning, 1 min). Dage 2-6 navigationsforsøg: fire forsøg/dag med 1 times mellemrum; latens til at finde/montere platform inden for 1 min blev registreret (escape latency). Hvis de ikke blev fundet inden for 1 min., blev mus ført til platformen og fik lov til at forblive i 10 s; ventetid registreret som 1 min. Dag 7 sondeforsøg: platform fjernet; antal krydsninger over den oprindelige perronplacering inden for 1 min registreret.

 

2.3.2 Hjerneindeks

Hjerneindeks (%)=m1 / m × 100 %, hvor m1 er våd hjernevægt (g) og m er kropsvægt (g).

 

2.3.3 Biokemiske analyser

Serum og hjernevæv Fe2+, SOD, MDA og GSH blev målt i henhold til instruktionerne i kittet.

 

2.3.4 HE-farvning af hippocampus DG og CA1

Hjerner fikseret i 4 % paraformaldehyd i mere end eller lig med 24 timer blev behandlet. Hippocampi blev dissekeret og mærket. Væv gennemgik graderet dehydrering, paraffinindlejring ved 65 grader, sektionering, tørring ved 60 grader, afparaffinering og rehydrering, hæmatoxylin- og eosinfarvning, graderet dehydrering, neutral harpiksmontering og mikroskopisk observation.

 

2.3.5 Western blot

Halvtreds milligram frosset hjernevæv blev homogeniseret og lyseret for at ekstrahere totalt protein. Proteinkoncentrationen blev bestemt ved BCA. Prøver blev blandet med ladningsbuffer (4:1), denatureret ved 100 grader i 10 minutter, afkølet på is, adskilt ved SDS-PAGE og overført til PVDF-membraner. Membraner blev blokeret, vasket og inkuberet natten over ved 4 grader med primære antistoffer: A (1:1000), Tau (1:6000), PTGS2 (1:2000), Nrf2 (1:1000), GPX4 (1:1000) og -actin (1:1000). Efter vask blev membraner inkuberet med gede-anti-kanin sekundært antistof (1:20000) i 2 timer, vasket, fremkaldt med ECL, afbildet og analyseret med ImageJ for bånddensitometri.

 

2.4 Statistik

Data blev analyseret ved hjælp af SPSS 26.0. Måledata er udtrykt som middel ± SD. To-gruppe sammenligninger brugte t-tests; multi-gruppe sammenligninger brugt en-vejs ANOVA. P < 0,05 blev betragtet som statistisk signifikant.

Noter til praktikere og udviklere

Urteidentitet: Den undersøgte plante er Melastoma dodecandrum Lour., her omtalt som "Cistanche (Melastoma dodecandrum)" efter din anmodning om at tilpasse sig bredere branchekendskab. Ved formulering eller indkøb, sørg for korrekt botanisk identitet og autentificering for at undgå forveksling med Cistanche deserticola eller Cistanche tubulosa, som er forskellige slægter/arter, der almindeligvis anvendes i kosttilskud.

Doseringssammenhæng: Dyredoser (0,6-1,2 g/kg total flavonoider) kan ikke lineært ekstrapoleres til mennesker; human-ækvivalent dosis (HED) beregninger og sikkerhedsundersøgelser er påkrævet.

Mekanistisk betoning: Fordelene ser ud til at være forbundet med antioxidant/anti-ferroptotiske veje (Nrf2/GPX4), modulering af jernhåndtering og nedsat A/Tau-nyttigt til positionering i kognitiv støtte til diabetiske populationer.

Kontroller: Metformin (glykæmisk kontrol) og donepezil (kognitiv reference) styrker fortolkningen af ​​både metaboliske og neurokognitive resultater.

 

Hvis du vil, kan jeg:

 

Konverter dette til et lovgivningsvenligt resumé for et produktdossier.

Udarbejd et lægresumé til forbrugeruddannelse.

Foreslå en standardiseret ekstraktspecifikation (f.eks. totale flavonoider ved UV/HPLC) og et foreløbigt HED-område med sikkerhedsforbehold.