Abstrakt

Depression repræsenterer en meget udbredt og invaliderende psykiatrisk lidelse globalt. Voksende beviser indikerer, at overdreven neuroinflammatorisk aktivering i hippocampus bidrager væsentligt til opståen og progression af depressive symptomer. Cistanche phenylethanol glycosider (CPhG'er), væsentlige bioaktive bestanddele ekstraheret fra traditionelle spiselige medicinske urterCistanche deserticolaogCistanche tubulosa, har vist flere neurobeskyttende farmakologiske egenskaber i tidligere undersøgelser. Denne nuværende undersøgelse havde til formål at udforske de terapeutiske virkninger og molekylære mekanismer, der udøves af CPhG'er på depressionslignende adfærdsfænotyper udløst af kronisk uforudsigelig mild stress (CUMS) i C57BL/6-mus.

Tres SPF-grade C57BL/6-mus blev tilfældigt adskilt i seks eksperimentelle kohorter: kontrolgruppe, CUMS-modelgruppe, højdosis CPhGs-gruppe (700 mg/kg), medium-dosis CPhGs-gruppe (350 mg/kg), lavdosis CPhGskg-gruppe (17 mg/kg), lav-dosis CPhGskg-gruppe (17 mg/kg) (15 mg/kg). Efter fire ugers lægemiddelsondeindgreb efter CUMS-modellering blev omfattende neuroadfærdsvurderinger, herunder saccharosepræferencetest (SPT), open-field test (OFT), halesuspensionstest (TST) og tvungen svømmetest (FST), implementeret. Enzym-linked immunosorbent assay (ELISA) kits kvantificerede serum monoamin neurotransmitterkoncentrationer sammen med hippocampale pro-inflammatoriske cytokiner og inflammatoriske mediatorer. Hæmatoxylin-eosin (HE)-farvning og Nissl-farvning visualiserede neuronale patologiske skader inde i hippocampus dentate gyrus-regioner. Immunhistokemi detekterede ekspressionsintensitet af glialfibrillært surt protein (GFAP), ioniseret calciumbindende adaptermolekyle-1 (Iba-1), NLRP3 og Caspase-1-proteiner. Immunfluorescensfarvning evaluerede yderligere aktiveringsstatus for opstrøms TLR4/NF‑κB signaleringskaskade.

Vores eksperimentelle resultater viste, at oral administration af CPhGs bemærkelsesværdigt mildnede depressionsrelaterede adfærdsmæssige abnormiteter. CPhG'er forhøjede saccharosepræferenceprocenten og reducerede immobilitetsvarighed i fortvivlelsesbaserede adfærdsparadigmer. Desuden genoprettede CPhGs-behandling forarmet serum og hippocampus serotonin (5-HT) samt dopamin (DA) niveauer. Biokemisk påvisning afslørede signifikant undertrykkelse af hippocampus pro-inflammatoriske mediatorer og overproduktion af cytokiner. Histopatologiske observationer illustrerede dosisafhængig lindring af CUMS-provokeret hippocampus neuronal skade. Immunhistokemiske resultater viste, at CPhG'er øgede astrocyttætheden markeret af GFAP, hæmmede patologisk hyperaktivering af Iba-1-positive mikroglia og nedregulerede NLRP3-inflammasomrelateret proteinoverflod. Immunfluorescensassays validerede, at CPhG'er begrænsede overdreven TLR4 og phosphoryleret NF-κB p65-aktivering i hippocampusvæv.

Samlet bekræfter disse resultater, at CPhG'er udøver fremtrædende antidepressiv-lignende effekt mod CUMS-stimulerede depressionslignende manifestationer hos mus. Dens farmakologiske mekanisme er delvist medieret gennem dobbelte regulatoriske funktioner: genoprettelse af monoamin-neurotransmitter-homeostase og begrænsning af neuroinflammatoriske responser medieret af TLR4/NF-κB/NLRP3-signalaksen. Dette dyrestudie leverer præklinisk eksperimentelt grundlag, der understøtter yderligere udnyttelse af CPhG'er som lovende naturlige kandidatmidler eller funktionelle fødevareingredienser til depression-adjuverende intervention.

Nøgleord: Cistanche-phenylethanolglycosider (CPhG'er); depression; kronisk uforudsigelig mild stress; neuroinflammation; astrocytter; mikroglia; TLR4/NF‑κB/NLRP3 inflammasomvej

1. Introduktion

Depression er en mangefacetteret affektiv psykiatrisk sygdom karakteriseret ved kliniske centrale manifestationer, der omfatter vedvarende lavt humør, anhedoni, psykomotorisk retardering, søvn-vågenforstyrrelser og somatisk dysfunktion. Alvorlige depressive episoder fører potentielt til selvskade og selvmordstanker, hvilket pålægger enorme offentlige sundhedsbyrder verden over. Epidemiologiske undersøgelsesdata fra Kina rapporterede, at en national depressionsprævalens nåede op på 2,1 %, og Verdenssundhedsorganisationen har klassificeret alvorlig depressiv lidelse blandt toprangerede sygdomme, der bidrager til globalt handicapjusterede tab af leveår.

Ikke desto mindre forbliver den fuldstændige molekylære ætiologi, der ligger til grund for depressionspatogenese, ufuldstændigt belyst, hvilket hindrer perfekte kliniske terapeutiske løsninger. Nutidige patofysiologiske hypoteser har skiftet fokus mod neuro-immune krydstalemekanismer. Akkumulerende præ-klinisk og klinisk forskning fremhæver vedvarende neuroinflammation som en vital patogen driver for depressive lidelser. Under kroniske psykologiske eller fysiologiske stressudfordringer gennemgår hippocampus gliacellepopulationer unormal aktivering. Overaktiverede mikroglia og dysfunktionelle astrocytter udløser robust frigivelse af flere pro-inflammatoriske mediatorer, hvilket skaber pro-inflammatoriske cytokinkaskade-amplifikationseffekter. Sådanne neuro-inflammatoriske fornærmelser inducerer yderligere neuronal morfologisk forringelse, neurotransmitter metabolisk forstyrrelse og synaptisk plasticitetssvækkelse, hvilket i sidste ende letter depressionslignende patologisk progression.

Nuværende almindelige kliniske antidepressive interventioner er overvejende afhængige af syntetiske kemiske antidepressiva repræsenteret af fluoxetin, en selektiv serotonin-genoptagelseshæmmer (SSRI). På trods af delvis symptomlindring for visse patienter har syntetiske antidepressiva velkendte ulemper: utilfredsstillende fuldstændige remissionsforhold, hyppige resterende depressive symptomer, høj sandsynlighed for tilbagefald efter seponering af medicin plus uønskede gastrointestinale, lever- og metaboliske bivirkninger under langvarig administration. I modsætning hertil har traditionelle naturlægemidler multi-target modulerende egenskaber og relativt milde sikkerhedsprofiler, og tiltrækker derfor stigende forskningsinteresse for humørsygdomme adjuverende terapi.

Cistanche deserticolaogCistanche tubulosa, almindeligvis kaldet "ørkenginseng", tilhører familien Orobanchaceae. Deres kødfulde stængler tjener som klassiske homologe medicinske fødevarer råvarer i traditionel asiatisk urtepraksis. Moderne farmakologiske undersøgelser dokumenterer flere neurobeskyttende bioaktiviteter forCistancheekstrakter, herunder anti-neurodegenerationseffekter mod Alzheimers sygdom og Parkinsons sygdom. Phenylethanolglycosider udgør de vigtigste bioaktive fraktioner indeniCistancheekstrakter, hovedsageligt indeholdende echinacosid og verbascosid. Cistanche-phenylethanolglycosider (CPhG'er) udviser antitumor-, antioxidant-, immunmodulerende og neurobeskyttende bioaktiviteter på tværs af flere eksperimentelle platforme.

Tidligere indledende laboratoriearbejde har vist, at CPhG'er kunne hæve striatal dopaminkoncentration og lindre overgangsalderen-associerede depressive-lignende fænotyper i gnaverdyremodeller. Hvorvidt CPhG'er producerer beskyttende påvirkninger på kronisk stress-udløst depression, og detaljerede signaltransduktionskaskader, der medierer sådanne bioaktiviteter, mangler stadig systematisk udforskning. Det kroniske uforudsigelige milde stress (CUMS) dyreparadigme står som en veletableret præ-klinisk depressionsmodel. Ved at udsætte laboratoriegnavere for forskellige tilfældige, milde stressfaktorer over på hinanden følgende uger, rekapitulerer CUMS pålideligt kernedepressive kendetegn såsom anhedoni, adfærdsmæssig fortvivlelse og hippocampus neuropatologisk skade.

I overensstemmelse hermed konstruerede denne forskning CUMS-induceret depressiv musemodel til systematisk at vurdere in-vivo antidepressiv-lignende styrke af tre gradientdoser af CPhG'er. Vi fokuserede især på gendannelse af monoamin neurotransmitter, hippocampus gliacelle fænotypisk transformation og den TLR4/NF-κB-styrede NLRP3 inflammasom neuro-inflammatoriske vej. Denne undersøgelse har til hensigt at levere objektiv eksperimentel evidens til at understøtte fremtidig farmaceutisk udvikling og funktionel-fødevareanvendelse af CPhG'er rettet mod forbedring af depressive symptomer.

2. Materialer og metoder

2.1 Eksperimentelle materialer, reagenser og instrumenter

Standardiseret CPhGs råekstrakt blev erhvervet fra Hotan Dichen Pharmaceutical Biological Co., Ltd (batchnr.. 20231221, Xinjiang, Kina). Samlet indhold af phenylethanolglycosid Større end eller lig med 85 %, indeholdende echinacosid Større end eller lig med 40 % og verbascoside Større end eller lig med 16 %. Fluoxetin-hydrochloridkapsler blev opnået fra Patheon France. Kommercielle ELISA-analysesæt til 5-HT, DA, iNOS, COX-2, PGE2, TNF-, IL-1, IL-18, IL-6, IFN- blev hentet fra kvalificerede leverandører af biologiske reagenser. Primære antistoffer anvendt til immunhistokemi og immunfluorescens inkluderede anti-GFAP, anti-Iba-1, anti-NLRP3, anti-Caspase-1, anti-TLR4 og anti-phospho-NF-κB p65 antistoffer. Histologiske farvningssæt til HE- og Nissl-farvning blev forberedt til behandling af paraffin-hjerneafsnit.

Nøglelaboratorieanalyseinstrumenter dækkede elektronisk analytisk balance med høj præcision, Milli-Q ultrarent-vandrensningsarbejdsstation, SpectraMax multi-mode mikropladelæser, Leica opretstående fluorescensmikroskop, plus komplet gnaveradfærdsanalysehardware og SMART 3.0 motion-tracking softwaresystem.

60-hanmus af SPF-grade C57BL/6, syv uger gamle med en indledende kropsvægt på 18-22 g, blev købt fra Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd. Alle eksperimentelle musemanipulationer opnåede formel etisk godkendelse af Shalian Ethics Committee of Chinese Animal Ethics Committee: SUCMDL20231015003). Mus blev anbragt i specifikke-patogenfrie dyreopstaldningsfaciliteter. Miljøparametrene blev holdt ved omgivelsestemperatur (21 ± 2) grader, relativ luftfugtighed 60 % ± 10 %, ved at implementere standard 12-timers lys-mørke belysningscyklusser. Gnavermad og drikkevand var tilgængelig ad libitum. En uges adaptiv akklimatiseringsperiode blev udført før påbegyndelse af formelle eksperimentelle arbejdsgange.

2.2 Dyregruppering, CUMS-modellering og lægemiddeladministration

Efter en uges adaptiv rejsning udelukkede den foreløbige screening for saccharosepræference individuelle mus med iboende præference for lavt sukkerforbrug. Kvalificerede forsøgsmus blev randomiseret i seks undersøgelsesgrupper (n = 10 dyr i hver gruppe):

Kontrolgruppe (Con): ingen CUMS-stress, intragastrisk administration af isovolumetrisk deioniseret vand;

CUMS-modelgruppe (Mod): modtager fuld CUMS-stimulering, sondemad med lige store volumen deioniseret vand;

Højdosis CPhGs gruppe (CPhGs-H): CUMS eksponering, CPhGs 700 mg/kg kropsvægt ved daglig sonde;

Medium-dosis CPhGs gruppe (CPhGs-M): CUMS eksponering, CPhGs 350 mg/kg ved daglig sonde;

Lavdosis CPhGs gruppe (CPhGs-L): CUMS eksponering, CPhGs 175 mg/kg ved daglig sonde;

Fluoxetin positiv kontrolgruppe (FLX): CUMS eksponering, fluoxetin 15 mg/kg gavage én gang dagligt.

Til CUMS-modelkonstruktion blev der anvendt ti forskellige slags milde stressfaktorer: fysisk tilbageholdenhed (60 min), vandret rysteagitation (60 min), haleophæng (60 min), bur vippet 45 graders vinkel (24 timer), fugtigt sengemiljø (24 timer), isolering af tomt bur (24 timer), belysning natten over ved varmt vand (12 grader) (12 grader) 5 minutter, svømning i koldt vand ved 4 grader i 5 minutter og hale-klip-stimulering, der varer 2 minutter. To forskellige stressfaktorer blev anvendt tilfældigt hver eneste dag; identiske stressfaktorer vil ikke optræde fortløbende på to tilstødende dage. CUMS-modelleringsproceduren varede i fire uger.

Efter afslutning af fire ugers stressmodellering blev tilsvarende teststoffer eller opløsningsmiddel tilført intragastrisk én gang dagligt i yderligere fire sammenhængende uger. I den ottende eksperimentelle uge blev alle neuroadfærdsdetektionsprojekter implementeret sekventielt.

2.3 Neuro-adfærdstestbatteri

2.3.1 Saccharosepræferencetest (SPT)

Saccharosepræferencetest evaluerer anhedoni-lignende kernedepressiv fænotype hos gnavere. Før den formelle måling blev hver mus anbragt individuelt. En tre-dages tilpasningsfase til saccharose-drik blev udført. Dag 1: to flasker med 1 % saccharoseopløsning placeret i hvert bur i 24 timer. Dag to: én flaske med saccharoseopløsning parret med én flaske med renset vand. Dag-tre: Skift placering af sukker-vand- og rentvandsbeholdere for at eliminere placeringsbias. Efter tilpasningscyklus fastede mus fra mad og vand i 24 timer. Efterfølgende blev forudvejet 1 % saccharosevandflaske og renset vandflaske leveret. Flaskepositioner blev udskiftet efter 12 timer. Efter samlet 24 timers testvarighed blev den resterende væskevægt af begge flasker nøjagtigt registreret. Saccharosepræferencesats (%)=(forbrug af saccharoseopløsning)/(forbrug af saccharoseopløsning + forbrug af renset vand) × 100 %.

2.3.2 Open-Field Test (OFT)

Et åbent felt-apparat dannede en 50 cm × 50 cm × 50 cm åben kubisk kasse. Central kvadratisk region blev defineret som en 25 cm × 25 cm central zone centreret inde i arenaen. Hver mus blev forsigtigt placeret på den centrale overflade af den åbne feltkasse. Fem minutters gratis tilpasningstid var tilladt. Adfærdsregistrering og dataanalyse koncentrerede sig om den efterfølgende fem-minutters observationsperiode. Primære udlæsningsindikatorer indeholdt total bevægelsesafstand, tid brugt inde i den centrale zone og hyppigheden af ​​indgange i den centrale zone. Disse parametre afspejler spontan lokomotorisk aktivitet og udforskende vilje under ukendte miljøforhold.

2.3.3 Tail Suspension Test (TST)

Musehaledelen var sikkert fikseret, så dyret kunne hænge på hovedet over jordens overflade. Samlet optagetid var seks minutter. Varigheden af ​​immobil tid i det senere segment på fire minutter blev dokumenteret. Øget immobilitetstid repræsenterer øget adfærdsmæssig-fortvivlelse depressiv-lignende status.

2.3.4 Forced-Swim Test (FST)

Gennemsigtig cylindrisk svømmetønde (diameter 15 cm, højde 50 cm) blev fyldt med vand holdt ved (25 ± 2) grader; vanddybden nåede 20 cm. Hver mus blev forsigtigt anbragt i svømmebeholder i et samlet optagelsesinterval på seks minutter. Flydende immobilitetstid på de sidste fire minutter blev statistisk kvantificeret. Længere immobilitetsperiode indikerer intensiveret fortvivlelsesrelateret adfærdspræstation.

2.4 Prøvetagning og vævsforberedelse

Ved det eksperimentelle endepunkt i uge 8 gennemgik mus intraperitoneal injektion af 3 % pentobarbitalnatrium (10 ml/kg) til dyb anæstesi. Blodprøver blev høstet ved hjælp af blødningsteknik, der fjernes fra øjnene. Bagefter blev der udført cervikal-dislokations-eutanasi. Kold normal-saltvand hjerteperfusion fjernede cirkulerende blod inde i cerebralt væv. Komplette helhjerneprøver blev hurtigt dissekeret ud. Det halve hjernevæv blev nedsænket i 4 % paraformaldehydopløsning i 72 timers vævsfiksering til efterfølgende histologi. Hippocampus hjerneregioner blev hurtigt isoleret fra resterende hjerneprøver på en forudafkølet isplatform og bevaret i et opbevaringsmiljø for flydende nitrogen. Til biokemisk måling blev 10 mg hippocampus-vævsprøve blandet med forkølet normalt saltvand efter masse-volumenforhold 1:9, under mekanisk homogenisering i isbad. Vævshomogenat blev centrifugeret under 4000 r/min i 15 minutter, og supernatantfraktioner blev opsamlet til ELISA biomarkør kvantificering.

2.5 Biokemisk indeksmåling

Ifølge producentens betjeningsvejledninger til kommercielle ELISA-kits blev supernatantprøver af serum og hippocampus-homogenat målt for at opnå koncentrationsværdier af monoamin-neurotransmittere inklusive 5-HT og DA. Hippocampus homogenat supernatant blev yderligere analyseret for inflammatoriske mediatorindikatorer iNOS, COX-2, PGE2 sammen med pro-inflammatoriske cytokiner TNF-, IL-1, IL-18, IL-6 og IFN-. Absorbansaflæsninger af optisk tæthed blev opfanget via mikropladespektrofotometer. Prøveproteinkoncentration blev kalibreret ved anvendelse af BCA-protein-kvantificeringskit før cytokindetektion.

2.6 Hippocampus histopatologisk farvning

Fixed brain tissue samples were embedded within paraffin wax and sliced into 4‑μm‑thickness histological sections. Til HE-farvning: Paraffinsektioner gennemgik xylenafvoksning, gradientethanolhydrering, hæmatoxylinnuklear farvning, eosin cytoplasmatisk modfarvning, saltsyre-alkoholdifferentiering, gradient-ethanoldehydrering, xylentransparensbehandling og neutral tyggegummimontering. Mikroskopisk observation fokuseret på cellulær morfologi, nuklear status og cytoplasmatisk strukturel integritet inden for hippocampus dentate gyrus-region.

Nissl staining visualizes neuronal Nissl corpuscles reflecting neuronal biosynthetic activity and cell vitality. Dewaxed paraffin slices were incubated in Nissl staining working solution. After distilled‑water washing steps, sections received dehydration, transparency procedure and sealing. Histomorphological variations of hippocampal neurons were observed under optical microscope.

2.7 Immunhistokemi-assay

Paraffinindlejrede hippocampale vævssnit blev afvokset og hydreret. Antigenhentning, endogen peroxidaseblokering og ikke-specifikke proteinbindingsblokeringstrin blev implementeret sekventielt. Vævsskiver blev inkuberet natten over ved 4 graders temperatur med fortyndede primære antistoffer: anti-GFAP (1:400), anti-Iba-1 (1:400), anti-NLRP3 (1:300), anti-Caspase-1 (1:400). Efter sekundær-antistofinkubation blev DAB-kromogene reaktion udført. Nucleus modfarvning, dehydrering og monteringsprocedurer blev afsluttet. Lys-mikroskop-fangede digitale synsfeltbilleder. Image-J billedbehandlingssoftware beregnede gennemsnitlige optiske tæthedsværdier til semi-kvantitativ evaluering af målproteinekspressionsintensitet.

2.8 Immunfluorescensfarvning

Forberedte paraffin-hippocampale snit oplevede afvoksning, antigenudvinding og blokerende operation. Primære antistoffer anti-TLR4 (1:400) og anti-phospho-NF-κB p65 (1:200) blev påført og inkuberet natten over ved fire graders celsius-tilstand. Fluorescerende-mærkede sekundære antistoffer blev tilføjet til en times inkubation under lysafskærmende status. DAPI nuklear modfarvning var inkluderet i monteringsmediet. Laser-fluorescensmikroskop fotograferede fluorescenssignaler. Image-J-software beregnet gennemsnitlig fluorescensintensitet, der repræsenterer TLR4- og p-NF-κB p65-proteinaktiveringsstørrelsen.

2.9 Statistisk analyse

Originale eksperimentelle data blev behandlet ved hjælp af SPSS 26.0 statistiksoftware og GraphPad Prism 9.0 grafprogram. Alle kvantitative udfaldsdata blev udtrykt som middel ± standardafvigelse (\\(\\bar{x} \\pm s\\)). Statistiske sammenligninger mellem grupperne blev udført med passende statistiske test. P-værdi mindre end 0,05 blev vurderet som statistisk signifikant forskel; P< 0.01 represented highly significant statistical distinction.

3. Eksperimentelle resultater

3.1 CPhGs forbedret anhedoni-symptom og genoprettede monoamin-neurotransmitterniveauer

Før CUMS-modelleringsinitiering viste baseline-saccharosepræferencerater ingen åbenlys statistisk varians på tværs af alle eksperimentelle dyrekohorter. Efter fire ugers CUMS-stress plus fire ugers interventionscyklusser udviste CUMS-modelgruppen et tydeligt nedsat saccharosepræferenceforhold i forhold til ikke-stressede kontroldyr (P< 0.01), demonstrating successful establishment of anhedonia depressive‑like phenotype. Serum and hippocampal tissue 5‑HT and DA concentrations in Mod group were significantly reduced compared with Con group (P < 0.05 or P < 0.01).

Sammenlignet med Mod-modelkohorte genererede høj-, mellem- og lavdosis CPhGs-behandlingsgrupper såvel som fluoxetin-positive grupper fremtrædende stigning i indholdet af saccharosepræference, serum 5-HT, serum DA, hippocampus 5-HT og hippocampus DA-indhold (P< 0.05 or P < 0.01). Pharmacological improvement effect exhibited apparent dose‑dependent tendency; high‑dose CPhGs group achieved more robust biomarker‑rescue outcome than medium‑dose and low‑dose subgroups. This set of findings illustrated CPhGs could ameliorate anhedonic behavioral performance and reverse stress‑provoked depletion of key mood‑regulating monoamine neurotransmitters inside peripheral circulation and hippocampal brain tissue.

3.2 CPhGs Enhanced Exploratory Activity in Open-Field Test

I åben-felt adfærdsevaluering viste CUMS-modelmus en bemærkelsesværdig reduktion af den samlede bevægelsesdistance, opholdstid i central zone og indgangsfrekvens i centralregion versus kontrolmus (P< 0.01). Chronic unpredictable stress suppressed spontaneous exploratory behaviors. Following CPhGs or fluoxetine intervention, those three open‑field‑test indicators increased observably (P < 0.05 or P < 0.01). High‑dose CPhGs‑treated mice displayed 46.63 % increase of total travel distance, 127.92 % growth of central‑zone residence time compared against Mod group. Medium‑dose and low‑dose CPhGs also produced measurable but weaker improvement effects. It indicated CPhGs alleviated stress‑induced suppression of autonomous exploration activity.

3.3 CPhGs forkortet immobilitetstid i fortvivlelsesbaserede adfærdsparadigmer

Haleaffjedringstest og tvungen svømmetest registrerer adfærdsmæssig fortvivlelse, hvilket repræsenterer kerne depressive-lignende adfærdsudlæsninger. Mod-gruppen viste drastisk forlænget immobilitetstid både i TST og FST (P< 0.01) relative to Con group. After drug intervention, CPhGs‑H, CPhGs‑M, CPhGs‑L and FLX groups generated statistically significant shortening of immobility durations (P < 0.05 or P < 0.01). For forced‑swim immobility time, high‑dose CPhGs brought 34.67 % reduction; medium‑dose 30.71 % reduction; low‑dose 20.78 % reduction. For tail‑suspension immobile time: CPhGs‑H achieved 35.91 % decrease. Results suggested CPhGs mitigated despair‑related passive coping behavioral patterns triggered by long‑term unpredictable stress stimulation.

3.4 CPhG'er reducerede overudtrykte hippocampale pro-inflammatoriske cytokiner

Hippocampus pro-inflammatoriske cytokinkoncentrationer (TNF‑, IL‑1, IL‑18, IL‑6, IFN‑) i CUMS-modeldyr var drastisk forhøjede sammenlignet med kontrolmodparter (P< 0.01). After CPhGs intervention, these pro‑inflammatory cytokine contents descended in dose‑responsive fashion. High‑dose CPhGs generated the most powerful inhibitory influence. For instance, relative to Mod group, CPhGs‑H decreased TNF‑α level by 42.93 %, lowered IL‑1β by 45.72 %, and reduced IL‑18 by 35.17 %. Medium‑dose CPhGs delivered moderate anti‑inflammatory potency, and low‑dose group exerted limited but detectable inhibitory impacts. This data demonstrated CPhGs could suppress excessive pro‑inflammatory‑cytokine release inside hippocampal tissue under chronic‑stress challenge.

3.5 CPhGs nedregulerede hippocampus inflammatoriske-mediator biomarkører

Hippocampus inflammatoriske mediatorer iNOS, COX-2 og PGE2 i CUMS modelmus steg signifikant (P< 0.01). After drug intervention, CPhGs‑H, CPhGs‑M markedly diminished iNOS, COX‑2 and PGE2 concentrations (P < 0.05 or P < 0.01). Low‑dose CPhGs‑L group showed limited statistical significance for partial indicators. High‑dose CPhGs treatment group exhibited iNOS reduction rate reaching 49.55 %, COX‑2 reduction 39.58 %. Collectively, CPhGs suppressed stress‑induced up‑regulation of inflammatory‑mediator molecules inside hippocampus.

3.6 CPhGs svækket CUMS-udløst hippocampus neuronal patologisk skade

HE-farvningsresultater: hippocampale dentate-gyrus neuroner fra Mod-gruppen præsenterede alvorlige patologiske læsioner: forstyrret cellulært arrangement, nucleus pyknosis, cytoplasmatisk vakuolær degeneration, der viser fremtrædende neuronal skade. CPhGs-L-gruppen viste kun en triviel forbedringseffekt. Medium-dosis og høj-dosis CPhG'er vendte åbenbart sådanne patologiske ændringer; Højdosis CPhGs-H-gruppen udviste overlegen neuronal-beskyttelseseffekt sammenlignet med fluoxetingruppen i partielle synsfelter.

Nissl-farvningsresultater: Mod-gruppe hippocampale neuroner udviste uorganiseret arrangement, iøjnefaldende reduktion af Nissl-legememængden, hvilket afspejlede nedsat neuronal syntetisk funktion og lav cellulær vitalitet. CPhGs-administration genoprettede dosisafhængigt Nissl-body-overflod. Neuronal morfologi og Nissl-korpuskeltæthed i CPhGs-H-gruppen nærmede sig normalt kontrolgruppeniveau. Histopatologiske fund bekræftede, at CPhG'er beskyttede hippocampus neuronintegritet mod kronisk-stress-medieret ødelæggelse.

3.7 CPhGs-reguleret Hippocampus glial-celleaktiveringsstatus

GFAP er en specifik biomarkør for astrocytpopulationen. Sammenlignet med Con-gruppen faldt Mod-gruppe hippocampus GFAP positive signalintensitet signifikant (P< 0.01), indicating massive astrocyte functional impairment induced by CUMS stress. CPhGs‑H and CPhGs‑M intervention groups distinctly elevated GFAP expression level (P < 0.05 or P < 0.01); high‑dose CPhGs‑H enhanced GFAP average optical density by 64.23 % relative to Mod group. Low‑dose CPhGs‑L generated upward trend without statistical significance.

Iba-1 proteinmarkør repræsenterer mikroglia. CUMS-modelgruppen viste dramatisk øget Iba-1 positivt udtrykssignal (s< 0.01), implying robust microglia hyper‑activation. After CPhGs intervention, Iba‑1 expression intensity decreased dose‑dependently. CPhGs‑H produced 23.73 % reduction of Iba‑1 optical‑density value versus Mod group. It illustrated CPhGs preserved astrocyte abundance while dampening pathological microglia over‑activation inside hippocampal compartments.

3.8 CPhG'er hæmmet Hippocampus NLRP3-inflammasom-relateret-proteinekspression

Immunhistokemi påvisning manifesteret NLRP3 og Caspase-1 proteinekspression inde i Mod-gruppe hippocampus var markant opreguleret (P< 0.01). Following CPhGs treatment, NLRP3 and Caspase‑1 protein abundance declined dose‑responsively. High‑dose CPhGs‑H decreased NLRP3 expression by 50.00 %, lowered Caspase‑1 expression level by 57.65 %. It demonstrated CPhGs suppressed pathological NLRP3 inflammasome complex activation in CUMS‑damaged hippocampal tissue.

3.9 CPhG'er undertrykt overaktivering af TLR4/NF‑κB signalvej

Immunfluorescensdetektion viste, at CUMS-modelmus udviste signifikant forøget fluorescensintensitet af TLR4-receptor og phosphoryleret NF-κB p65-underenhed (P< 0.01). CPhGs intervention obviously reduced TLR4 and p‑NF‑κB p65 fluorescence signal strength (P < 0.05 or P < 0.01). Combined with above‑mentioned NLRP3 inflammasome‑protein detection results, these observations supported the inference: CPhGs inhibited TLR4/NF‑κB upstream signal‑cascade hyper‑activation, which sequentially restrained downstream NLRP3 inflammasome assembly and neuro‑inflammatory cascade amplification.

4. Diskussion

Større depressive lidelser er en alvorlig neuropsykiatrisk sygdom. I de senere år har neuroinflammatorisk teori om depression tiltrukket sig udbredt forskningsmæssig opmærksomhed. Kronisk gentagen psykologisk stress kan udløse medfødt immunsystemaktivering i centralnervesystemet. Hippocampus, en hjerneregion, der er meget sårbar over for stressfornærmelser, er tæt korreleret med humørmodulation, belønningsbehandling og hukommelsesfunktion. Under vedvarende stressstimulering kollapser hippocampus glialcelle-homeostase. Hyperaktiverede mikroglia og beskadigede astrocytter udskiller store mængder pro-inflammatoriske cytokiner, hvilket giver anledning til neuronal strukturel skade, monoamin-neurotransmitter metabolisk forstyrrelse, hvilket i sidste ende fremmer depressionslignende adfærdsfremkomst.

Traditionelle urtemedicin-afledte aktive naturlige produkter har multi-target farmakologiske fordele og bliver lovende kandidatressourcer til opdagelse af antidepressive lægemidler. CPhG'er er signatur bioaktive komponenter isoleret fraCistanchelægeurt. Denne forskning konstruerede en CUMS-induceret kronisk-stress-depression-musemodel, der udførligt verificerede in-vivo antidepressiv-lignende effektivitet af gradient-dosis CPhG'er. Adfærdsmæssige eksperimentelle resultater viste, at CPhGs-behandling signifikant forbedrede anhedonisymptomer, forbedrede udforskningsaktivitet og reducerede fortvivlelsesrelateret immobilitetstid hos mus med depressionsmodel, hvilket viste en klar dosis-effekt-korrelation.

Monoamin-neurotransmitterhypotesen er klassisk teori om depression-patogenese. Serotonin og dopamin påtager sig kritiske regulatoriske roller, der dækker følelsesmæssig stabilisering, belønning-feedback-opfattelse og motivationsrelateret adfærdsmodulation. CUMS-stress førte til tydeligt fald i 5-HT- og DA-koncentrationer i serum- og hippocampusvæv i vores modeldyr. CPhGs-intervention genoprettede effektivt disse to monoamin-neurotransmitterniveauer. Dette resultat er i overensstemmelse med tidligere offentliggjorte forskningsrapporter vedrCistancheekstrakter modulerende hjerne monoamin neurotransmittere.

Yderligere biokemisk biomarkørtest afslørede, at CUMS inducerede robust forhøjelse af multiple pro-inflammatoriske cytokiner (TNF‑, IL‑1, IL‑18, IL‑6, IFN‑) plus inflammatoriske mediatorer (iNOS, COX‑campusvæv inden for 2, PGE2). CPhGs-intervention vendte signifikant en sådan inflammatorisk overekspressionsstatus. Histopatologisk HE- og Nissl-farvning beviste intuitivt, at CPhG'er mindskede stress-forårsaget hippocampus-neuronskade og beskyttede neuronal morfologisk integritet.

Glialcellepopulationer fungerer som centrale deltagere, der medierer neuroinflammatoriske reaktioner. Astrocytter opretholder neurotransmittergenanvendelse, blod-hjerne-barriere strukturel stabilitet og neuronal ernæringsforsyning. Microglia fungerer som residente medfødte immuneffektorceller inde i hjerneparenkym. Kronisk stress fremkalder tab af astrocytter eller funktionel inkompetence sammen med mikroglia patologisk hyperaktivering. Vores immunhistokemi-data indikerede, at CPhGs-behandling forhøjede GFAP-positiv astrocyttæthed, i mellemtiden sænkede Iba-1-mærket overaktiveret mikroglia-mængde i hippocampus. Denne glial-celle-fænotype regulatoriske egenskab kan delvist ligge til grund for CPhGs neurobeskyttende og anti-depression farmakologiske styrke.

NLRP3-inflammasom repræsenterer vital molekylær platform, der medierer neuro-inflammatorisk kaskade. Dens aktivering driver modning og sekretion af nedstrøms IL-1 og IL-18 pro-inflammatoriske cytokiner. TLR4/NF‑κB signalakse fungerer som essentielt opstrøms primingsignal for NLRP3-inflammasomaktivering. TLR4-receptorstimulering fremmer NF-κB-underenhedsphosphorylering og nuklear translokation, transaktiverer yderligere NLRP3, pro-IL-1-gentransskription. I vores nuværende undersøgelse udløste CUMS-stress samtidig forbedring af TLR4, phosphoryleret NF-κB p65, NLRP3 og Caspase-1 proteinekspression. CPhGs-intervention hæmmede tydeligt aktiveringen af ​​hele denne signalkaskade. Vi konkluderer derfor, at CPhG'er lindrer neuro-inflammatorisk skade delvist ved at begrænse TLR4/NF-κB-medieret NLRP3-inflammasomaktivering.

Tilsammen understøtter vores dyremodeleksperimentelle beviser den mekanistiske model: CPhG'er genererer antidepressiv-lignende effekter i CUMS-inducerede depressive mus gennem to primære dimensioner: (1) genoprettelse af homeostase af humørrelaterede monoamin-neurotransmittere (5-HT, DA); (2) modulering af hippocampus glialcelle-homeostase og undertrykkelse af TLR4/NF-κB-drevet NLRP3 inflammasomafhængig neuro-inflammatorisk patologisk kaskade.

Flere begrænsninger af denne undersøgelse fortjener overvejelse. Dette arbejde implementerede udelukkende in-vivo-forsøg på dyreniveau. Vi har ikke udført mekanistisk validering på cellulært niveau eller kliniske forsøg på mennesker. Derfor bør translationel slutning til behandling af menneskelig depression forblive forsigtig. Desuden dissekerede denne forskning ikke bidrag fra individuelle monomerforbindelser (echinacoside, verbascoside) i blandet CPhGs-ekstrakt. Fremtidig forskning kan koncentrere sig om mekanistisk verifikation af cellekultur, sammenligning af individuelle komponenters aktivitet samt foreløbig pilotobservation mellem mennesker og individer.

5. Konklusion

Cistanche-phenylethanol-glycosider (CPhG'er) producerer signifikante antidepressiva-lignende farmakologiske virkninger mod kronisk uforudsigelig mild-stress-fremkaldt depressionslignende adfærdsfænotyper i C57BL/6-mus. Dets terapeutisk-relaterede mekanismer er forbundet med genopretning af serum- og hippocampus serotonin- og dopamin-neurotransmitterniveauer, bevarelse af hippocampus neuronale strukturintegritet, modulering af astrocyt-mikroglia funktionel ligevægt samt undertrykkelse af TLR4/NF-κB-inflammatorisk inflammatorisk neuronflammatorisk neuroninflammatorisk sygdom/NLRP3 kaskade. Dette prækliniske dyrestudie leverer en eksperimentel reference til yderligere udvikling af CPhG'er som naturligt terapeutisk hjælpestof eller funktionel-fødevareingrediens rettet mod forbedring af depressive symptomer.

Referencer

Ren L, Shao YT, Qin SH. Undersøgelse af målidentifikation og virkning af saponin A på depressiv lidelse. Nat Prod Res Dev, 2024, 36:44-51.

Fan L, Peng Y, Wang JW, et al. Totale glykosider fra stængler af Cistanche tubulosa lindrer depressionslignende adfærd: tovejs interaktion mellem fytokemikalier og tarmmikrobiota. Phytomedicine, 2021, 83:153471.

Fan L, Peng Y, Chen XN, et al. Integreret analyse af fytokemisk sammensætning, farmakokinetik og netværksfarmakologi for at undersøge forskelle mellem stammerne af Cistanche deserticola og C. tubulosa baseret på antidepressiv aktivitet. Food & Function, 2022,13:8542-8557.

Yirmiya R, Rimmerman N, Reshef R. Depression som en mikroglial sygdom. Trends in Neurosciences, 2015, 38:637-658.

Jia XN, Gao ZH, Hu HL. Mikroglia i depression: aktuelle perspektiver. Science China-Life Sciences, 2021, 64:911-925.

Wu B, Gan AN, Wang RX, et al. Alpinia oxyphylla Miq. flygtig olie forbedrer depressiv adfærd og hæmmer neuroinflammation hos CUMS-eksponerede mus ved at hæmme den TLR4-medierede MyD88/NF-κB signalvej. Journal of Chemical Neuroanatomy, 2023,130:102270.