Antidepressiva og kognitive forbedringsaktiviteter til den tradisjonelle kinesiske urten Cistanche

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-post:audrey.hu@wecistanche.com

Dongfang Wang,1 Haizhen Wang,2 og Li Gu2

1. Introduksjon

Depresjon og relaterte stemningslidelser, med et estimat på 12–17 prosent av befolkningen som opplever minst én episode i løpet av livet, er blant de viktigste årsakene til psykiske funksjonshemminger og regnes som et av verdens største folkehelseproblem [1]. Av spesiell relevans er det at en betydelig andel av pasienter med depresjon lider av hukommelsestap, konsentrasjonsproblemer, redusert energi eller tretthet, tap av interesse eller nytelse i hobbyer og aktiviteter, søvnvansker, oppvåkning tidlig om morgenen eller oversøvn. Selv om de nevrale substratene for abnormitet ved depresjon og relaterte syndromer er uklare, er det generelt akseptert at svekkelse av nevroplastisitet og cellulær motstandskraft gir opphav til patofysiologien til depresjon og vellykket behandling kan avhenge av intervensjonen av nevrotransmitternivået [2]. Tilnærmingen til depresjonsmedisin er i utgangspunktet basert på det klassiske monoaminsystemet

hypotese, som hevder at dysregulering av monoaminer, spesielt serotonin (5-HT) og noradrenalin (NE) bidrar til depresjonspatogenesen, og intervensjon av nevrotransmittersystemet med dopaminagonister og dopamin-noradrenerge modulatorer vil lindre symptomene på alvorlig depresjon lidelse [3]. Selv om de er mye foreskrevet, er den kurative effekten av antidepressiva tvilsom, og bivirkningen kan ikke ignoreres fordi en betydelig andel av pasientene ikke reagerer på manipulasjonen av monoaminsystemet [4]. Nylig indikerer nye teorier om depresjonspatogenese at flere systemer, inkludert inflammatoriske veier, den oksidative stressbanen, hypothalamus-hypofyse-binyreaksen (HPA), det metabolske og bioenergetiske systemet, nevrotrofiske veier, glutamatsystemet, opioidsystemet og det kolinerge systemet, er nært forbundet med depresjonsforekomsten [3]. Bevis viser at intervensjon med flere mål ga bedre effekt enn én enkelt målintervensjon [5]. Nye terapier basert på teorien om multippel system dysregulering er et presserende behov.

Urteprodukter konsumerte angivelig mer enn halvparten av USAs befolkning [6]; interesse og etterspørsel etter urter eller urteprodukter som en supplerende måte å behandle depresjon på vokser over hele verden. Flere medisinske planter er funnet å demonstrere depresjonslindrende gunstig effekt. Urter som er rapportert å ha effekten av å undertrykke depresjon og forbedre kognitiv funksjon inkluderer havtorn [7], Ginkgo biloba [8], Piper nigrum [9], Hypericum perforatum [10], Griffonia simplicifolia [11]. En kombinasjonsadministrasjon av ferulsyre og piperin viste en synergistisk antidepressiv-lignende effekt hos mus ved å manipulere det monoaminerge systemet [7]. Albiflorin ble karakterisert av en høy selektiv affinitet til nevrotransmitterreseptorene og transportørene og signifikant økte ekstracellulære konsentrasjoner av 5-HT og NE i hypothalamus hos fritt bevegelige rotter [12]. En medisinsk urt Melissa officinalis L. lindret den depressive oppførselen til mus ved å utøve innflytelse på det serotonerge nevrotransmitternivået [13]. Disse urtene eller avkokene, utviklet som alternative rettsmidler mot depresjon, hjelper til med å lindre symptomene på depresjon og gir en ny kilde for utvikling av antidepressiva.Urte Cistanchearter, distribuert i tørre land og ørkener i den nordlige delen av Kina, er tradisjonelle kinesiske medisinurter og mye brukt til behandling av ulike sykdommer i mer enn 1,000 år i Kina. Den multiple effekten avurt Cistancheavkok varierer mellom afrodisiakum [14], immunfremmende [15], antioksidative [16] og hepatobeskyttende [17] egenskaper. C. deserticola avkok induserer testikkelsteroidogene enzymer [18], fremmer erektil respons på penis og forkorter latensperioden for erektil reaksjon hos kastrerte rotter [19].Urte Cistanchehar blitt rapportert å hemme aktivitetene til dopaminerge nevroner ved å regulere de hemmende apoptose-gener og nevrotrofiske faktorer [20]. C. tubulosa decoctions endret den kognitive dysfunksjonen forårsaket av A 1-42 via blokkering av amyloidavsetning og gjenopplivet den kolinerge og hippocampale dopaminerge neuronale funksjonen [21]. Den nevrobeskyttende egenskapen tilurte Cistancheinnebærer det terapeutiske potensialet i de kognitiv-relaterte sykdommene. Depresjon er en vanlig blandet modus for følelsesreaksjoner med glemsel og kognitiv svikt som de vanlige symptomene [22].Urte Cistancheble ofte brukt som en tradisjonell kinesisk medisin for å behandle glemsel; dessuten viser en fersk rapport at en tidlig-voksen oppstart av maismel supplert med C. tubulosa er gunstig for fremme av lang levetid og luktassosiert læring og hukommelsesforbedring i Drosophila-modellen for ikke-vertebrater [23]. Disse fakta indikerer den kognitive forbedrende egenskapen til urten Cistanche; her i denne forskningen karakteriserte vi for første gang den antidepressive egenskapen og dens forhold til kognitive forbedringsaktiviteter i pattedyrmodellen ved å regulere monoaminsystemet og HPA-aksen. Å belyse den antidepressive egenskapen og den foreløpige mekanismen til urten Cistanche kan utvide bruksspekteret avurt Cistanche, som kan utvikles som et alternativt middel mot depresjon.

2. Materialer og metoder

2.1. Plantemateriale og avkoksforberedelse. C. deserticola YC

Ma ble hentet fra Nei Mongol Autonomous Region, Kina; C. tubulosa ble hentet fra den autonome regionen Xinjiang Uygur, Kina. Før avkok ble urten (C. deserticola YCMa eller C. tubulosa) inspisert for å påvise innholdet av echinacosid og verbascosid ved bruk av HPLC (high-performance væskekromatografi) (Milford, MA, Waters, USA), og det kvalifiserte produktet (iht. til Pharmacopoeia of the People's Republic of China) ble brukt til dyreforsøkene. Avkoket ble anskaffet basert på metoden for vanndamping utviklet av Food and Health Engineering Research Center of State Education Ministry, Sun Yat-sen University. Tørket Cistanche deserticola YCMa på 125 g ble knust og siktet med 120-nettingsskjerm og deretter ble pulveret oppløst i 3 L ultrarent vann, oppvarmet

ved 100∘C i 2 timer, deretter avkjølt til romtemperatur og siktet; supernatanten ble resirkulert. Sedimentet ble deretter oppløst i 2 L ultrarent vann og deretter oppvarmet i 1,5 time og avkjølt som nevnt ovenfor for å resirkulere supernatanten; sedimentet ble deretter brukt til resirkulering av supernatanten. Innholdet av all supernatanten ble anriket med roterende vakuumfordampere ved 60°C; til slutt ble råstoffkonsentrasjonen satt til 0,5 g/ml, og produktet ble lagret ved -20∘C.

2.2. Echinacoside og Verbascoside Assay ved HPLC-analyse.

HPLC (high-performance væskekromatografi) ble brukt for å måle den kvalitative og kvantitative analysen av echinacoside og verbascoside; verbascoside (renhet > 93 prosent) og echinakosid (renhet > 93 prosent) ble kjøpt fra National Institutes for Food and Drug Control (Beijing, Kina) og brukt som en standardkontroll.

2.3. Dyrepleie og eksperimentell oppførsel.

Forsøkspersonene var SPF (spesifikk patogenfri) Kunming-hannmus som veide 21-25 gram, levert av Medical Experimental Animal Center i Guangdong-provinsen. Dyrene ble holdt i plastbur (ti per bur); miljøbetingelsene ble satt som følger: fuktighet 40–70 prosent, romtemperatur 21 ± 1∘C og en 12 timer: 12 timer lys-mørke periode. Alle dyreforsøk ble godkjent av Animal Ethics Committee ved Sun Yat-sen University.

2.4. Test av haleoppheng.

Haleopphengstesten ble utført i henhold til protokollen beskrevet av Cryan et al. [24] med beskjedne endringer. Kort fortalt, på dag 21, ble musene suspendert i halen ved å bruke metalliske galger bundet med nylonkateter, med hodet i høyden 50 mm fra gulvet. Musene ble hengt på kroken på selvklebende taper 10-20 mm fra enden av halen og ble isolert akustisk og visuelt isolert med klappplater. Kroppsbevegelsene til musen ble registrert og åndedrettsbevegelsene ble ignorert. Før eksperimentdagen ble musene suspendert i 8 minutter for tilpasning.

3. Resultater

3.1. Bestemme innholdet av bioaktive hovedingredienser i C. deserticola YCMa- og C. tubulosa-prøvene. Fenyletanoidglykosidene som echinacoside og verbascoside anses generelt som de viktigste bioaktive ingrediensene; derfor ble innholdet av echinacosid og verbascoside i både C. deserticola YCMa og C. tubulosa prøver bestemt ved HPLC. HPLC-kromatogrammene ble vist i figur 1, og resultatene viser at det totale innholdet av fenyletanoidglykosider fra C. deserticola YCMa var omtrent det dobbelte av det fra C. tubulosa. Echinacoside og verbascoside-vekter utgjør henholdsvis 1,27 ± 0.009 prosent og 0.52 ± 0.0{ {21}}3 prosent av pulveret fremstilt fra C. deserticola YCMa og 19,81 ± 0,66 prosent og 2,45 ± 0,12 prosent av pulveret fremstilt fra C. tubulosa. Echinacoside- og verbascoside-vekter står for henholdsvis 0.90 ± 0.001 prosent og 0.20 ± 0.001 prosent av C. deserticola YCMa-avkok og 5,90 ± 0,12 prosent og 0,505 ± 0,505 ± prosent pulver fremstilt fra C. tubulosa (tabell 1).

3.2. Avkok av C. deserticola YCMa og C. tubulosa lindret stress- og depresjonsnivået. Halesuspensjonstest (TST) er en rask og klassisk metode for å vurdere den antidepressive effekten av legemidler hos mus [24]; i denne forskningen ble den immobile statusen, forårsaket av det kortsiktige og uunngåelige stresset ved å bli suspendert i halen, brukt som en egenskap for å gjenspeile depresjonsnivået til mus. Vi sjekket om avkok av C. deserticola YCMa og C. tubulosa kunne reversere immobiliteten og fremme forekomsten av rømningsrelatert atferd. Sammenlignet med kontrollgruppene økte immobilitetsperioden for stressgruppen med 27,4 prosent; sammenlignet med stressgruppene, viste gruppene som ble behandlet med middels høy konsentrasjon av C. deserticola YCMa urteavkok en statistisk signifikant reduksjon av immobilitetsperioden hver med 44,1 prosent og 56,1 prosent; gruppene behandlet med middels, høy konsentrasjon av

C. tubulosa urteavkok viste en statistisk signifikant reduksjon av immobilitetsperioden hver med 41,9 prosent og 47,7 prosent (Figur 2). Disse resultatene indikerer at avkok av C. deserticola YCMa og C. tubulosa kan redusere stress- og depresjonsnivået til mus, og avkok av C. deserticola YCMa viste litt høyere effekt enn C. tubulosa avkok.

3.3. Avkok av C. deserticola YCMa og C. tubulosa forbedret den romlige læringen og hukommelsen til mus. Mennesker (både ungdom og voksne) som lider av depresjon er utsatt for lærevansker [28]; avkok av C. deserticola YCMa og C. tubulosa ble bevist å lindre stress- og depresjonsnivået; så valgte vi å vurdere om avkok av C. deserticola YCMa og C. tubulosa kunne påvirke den romlige læringen og hukommelsen ved å bruke Morris vannlabyrint-modellen, som er mye brukt for å vurdere den romlige læringen og minnefunksjonen til relatert hjerneområde [29] . Bevegelsessporene er klassifisert i fire under søkelatensen; en rettlinjet bane viste at musene fant redningsplattformens posisjon, en tendensbane viste at musene viste en i utgangspunktet rett orientering, og den edgy typen bane viste at musene enten var i den tidlige treningsperioden eller led av demens, og prøvde å lokalisere målsted basert på instinkt; den tilfeldige søkebanen viste at mus hadde lav posisjoneringsevne og søkte målstedet målløst. Data ble innhentet i henhold til kriteriene.

Effekten av C. deserticola YCMa og C. tubulosa avkok på rominnlæring og hukommelsesevne til tilbakeholdsstressede mus er vist i figur 3. Etter halesuspensjonstesten viste mus en betydelig forlenget latensperiode. Sammenlignet med stressgruppene, viste musene behandlet moderat, høy dose C. deserticola YCMa og lav, høy dose C. tubulosa avkok en forkortet latensperiode; frekvensen som mus svømte på den skjulte plattformen ble oppregulert betydelig i gruppene behandlet med moderat, høy dose C. deserticola YCMa avkok. Disse resultatene indikerer at de stressede musene hadde fordel av administreringen av urte-Cistanche-avkok og viste en forbedring av den romlige læringen og hukommelsen.

3.4. Avkok av C. deserticola YCMa og C. tubulosa nedregulerte monoaminoksidaseaktiviteten. MAO katalyserer den oksidative deamineringen av aminer som tyramin, katekolamin og 5-hydroksytryptamin (5-HT) i hjernen og perifert vev; hemming av MAO-aktivitet resulterer i antidepressiv effekt [30]. Vi søkte å forklare den antidepressive effekten av C. deserticola YCMa og C. tubulosa; deretter ble MAO-aktiviteten i hjernen bestemt. Etter halesuspensjonstesten ble MAO-aktiviteten oppregulert betydelig; MAO-aktiviteten i gruppene behandlet med halesuspensjon og deretter fulgt av moderat, høy dosering

avkok fra C. deserticola YCMa viste en betydelig nedgang med omtrent 13,9 prosent ~12,3 prosent; MAO-aktiviteten i gruppene behandlet med halesuspensjon og deretter høydoseavkok fra C. tubulosa viste en signifikant nedgang med ca. 13,2 prosent (Figur 4). Dataene viste at avkok fra både C. deserticola YCMa og C. tubulosa kunne hemme aktiviteten til MAO og kan bidra til antidepressiva

effekt, og avkok av C. deserticola YCMa viste en sterkere effekt enn C. tubulosa.

3.5. Administrering av C. deserticola YCMa og C. tubulosa avkok resulterte i oppregulering av sentral dopaminkonsentrasjon og nedregulering av serumkortikosteronkonsentrasjon. Nivået på DA og NE i

sentralnervesystemet ble målt for å bestemme nerveeksitabilitet. Etter 4 uker med halesuspensjonstest, sammenlignet med stressgruppene, har DA-nivået for gruppene behandlet med moderat dose C. deserticola YCMa oppregulert signifikant hver med 43,5 prosent; DA-nivået for grupper behandlet med moderat dose C. tubulosa ble også oppregulert betydelig (figur 5(a)). Nivået av NE var mildt oppregulert i gruppene behandlet med avkok av begge urtene sammenlignet med stressgruppene, og det ble ikke funnet noen statistisk forskjell (Figur 5(b)). Disse resultatene kan forklare den molekylære mekanismen til den antidepressive effekten til urten Cistanche.

Adrenokortikotropisk hormon (ACTH), et polypeptidhormon som produseres og skilles ut av den fremre hypofysen, stimulerer sekresjonen av glukokortikosteroid ved å virke på binyrebarken, zona fasciculata [31]; kortikosteron, et steroidhormon som produseres av cortex i binyrene, er involvert i reguleringen av de fysiologiske prosessene som energiforsterkning, immunitetsreaksjon og stressrespons [32], så vi valgte å studere effekten av urteavkok på HPA-aksen. Og ACTH og kortikosteronkonsentrasjon i serum ble målt. Etter 4 uker med halesuspensjonstest var ACTH- og kortikosteronkonsentrasjonen i stressgruppen signifikant oppregulert (Figur 6). Ingen signifikante endringer ble observert i behandlingsgruppene for urte Cistanche avkok sammenlignet med stressgruppen (Figur 6(a)). Sammenlignet med stressgruppen ble kortikosteron-serumkonsentrasjonen i grupper behandlet med moderat, høy dose C. deserticola YCMa-avkok nedregulert betydelig; kortikosteronkonsentrasjonen i grupper behandlet med høydose C. tubulosa ble nedregulert, men ikke til en signifikant statistisk forskjell. C. deserticola YCMa og C. tubulosa kunne redusere kortikosteronserumkonsentrasjonen og kan være involvert i regulering av HPA-aksen, og avkok av C. deserticola YCMa viste en sterkere effekt enn C. tubulosa.

4. Diskusjon

I denne studien ble de antidepressive aktivitetene og forbedringen av hukommelse og læring av urten Cistanche definert, noe som kan kaste nytt lys over urtens Cistanche-funksjon og gi ledetråder til å utvide det terapeutiske bruksområdet. Tidligere studier viser at urt Cistanche er et multifunksjonelt kinesisk medikament med biologiske aktiviteter av antialdring, antioksidant, østrogene, antiosteoporotiske, afrodisiakum og anti-inflammasjonseffekter [33]. Herb Cistanche har blitt anerkjent som en behandling for nyremangel, infertilitet og kronisk forstoppelse (Pharmacopoeia Committee of China, 2010). Urte Cistanche-avkok er sammensatt av flyktige oljer, ikke-flyktige fenyletanoidglykosider (PeGs), iridoider, lignaner, alditoler, oligosakkarider og polysakkarider. Echinacoside og verbascoside blir generelt sett på som de viktigste bioaktive ingrediensene [34]. Det er fire hovedarter av Cistanche, inkludert C. deserticola YCMa, C. tubulosa, Cistanche Sinensis G. Beck og Cistanche salsa var. albiflorashi et al. [35]; vi valgte C. deserticola YCMa og C. tubulosa som vår modell for å bestemme PeGs-innholdet, og C. deserticola YCMa hadde et høyere innhold av PeGs (Figur 1), noe som kan forklare den høyere effektiviteten til C. deserticola YCMa. Resultatene indikerer at innholdet av de viktigste bioaktive ingrediensene bestemmer effekten av urten Cistanche.

Tidligere studier indikerer at urte-Cistanche-produkter er gunstige for behandling av nevrodegenerative lidelser ved å oppregulere nervevekstfaktor (NGF) i hippocampus til mus [36, 37], men det er ikke rapportert forskning på antidepressive og kognitive læringsaktiviteter til urten Cistanche i pattedyrmodeller. I denne studien ble urt Cistanche-avkok bevist å være effektivt for å lindre stressnivået og øke overlevelsesatferden i haleopphengstesten (Figur 2) og forbedre den romlige lærings- og minnekapasiteten i vannlabyrintmodellen (Figur 3). Lin et al. beviste at urten Cistanche forbedret det luktassosierte minnet i fruktfluemodellen [23]; vi fokuserte vår forskning på den antidepressive effekten og tok i bruk en annen dyremodell; resultatet viste at urten Cistanche forbedret en variant av kognitiv funksjon, nemlig den romlige læringsevnen hos mus. I følge monoaminteorien er stressopplevelsen og depresjonen nært knyttet til hjernenivået til monoaminnevrotransmittere, som DA, NE, 5-HT og adrenalin [38]. Og vi fant at urten Cistanche-avkok kunne undergrave MAO-aktiviteten (Figur 4) og øke den sentrale DA-konsentrasjonen (Figur 5(a)). Overraskende nok ble den sentrale 5-HT-konsentrasjonen nedregulert av urte Cistanche-avkoksbehandling (data ikke vist), fordi tidligere forskning viste at den reduserte sentrale 5-HT-aktiviteten er assosiert med depresjon [39]. Dysregulering av hypothalamus-hypofyse-binyreaksen er ofte assosiert med depresjon [40], intervensjon med glukokortikoidreseptor (GR) systemet reverserte vellykket den depressive fenotypen hos mus [41], og vi fant at urten Cistanche lindret serumet betydelig.

konsentrasjon av CORT (Figur 6(b)). Modulering av monoaminsystemet og HPA-aksen bidrar begge til den antidepressive effekten av urten Cistanche. Echinacoside kunne krysse blod-hjerne-barrieren fritt og virke på sentralnervesystemet [42], noe som kan forklare hvorfor urte Cistanche-avkok hadde en antidepressiv funksjon. For første gang karakteriserte vi den antidepressive egenskapen og dens forhold til kognitive forbedringsaktiviteter i musemodellen, og den foreløpige mekanismen ble utforsket. Fremdeles er mekanismen for antidepressive egenskaper til Cistanche ikke avklart på molekylært nivå, og ytterligere forskning er nødvendig for å belyse den omfattende antidepressive mekanismen til urten Cistanche.

Tatt i betraktning at urte-cistanche-avkok er en blanding av forbindelser, kan det være flere måter å urte-cistanche-avkok på som utøver den antidepressive effekten og øker læringsevnen. Oksidativt stress påvirker mange cellulære funksjoner til nevroner, og overproduksjonen av reaktive oksygenarter (ROS) forårsaker celleskade, apoptose og død [43]. Echinacoside ekstrahert fra stilkene til C. salsa viser en nevrobeskyttende effekt ved å redusere produksjonen av ROS og mitokondriermediert apoptose [44]; Acteosid, en ekstremt sterk antioksidativ forbindelse, kan være delvis ansvarlig for den nevrobeskyttende effekten [45]. I tillegg til den tradisjonelle avkoksmetoden, kan bruken av moderne farmasøytiske metoder som kontrollert frigjøring av glykosidkapsler øke effekten av urteavkok, fordi de bioaktive ingrediensene kan fordøyes og brytes ned av mage-tarmkanalen [37].

5. Konklusjoner

I denne studien fant vi at avkok av C. deserticola

YCMa og C. tubulosa viste en antidepressiv effekt og forbedret den romlige lærings- og hukommelsesevnen i musemodellen, og avkok av C. deserticola YCMa og C. tubulosa hadde en betydelig innvirkning på HPA-aksen;

C. deserticola YCMa viste en sterkere farmakologisk funksjon. C. deserticola og C. tubulosa kan ha potensialet til å bli utviklet som alternative terapimedisiner for depresjon.

Referanser

[1] RC Kessler, KA McGonagle, S. Zhao et al., "Lifetime and 12-month prevalens of DSM-III-R psykiatriske lidelser i USA: resultater fra National Comorbidity Survey," Archives of General Psykiatri, vol. 51, nei. 1, s. 8–19, 1994.

[2] HK Manji, GJ Moore, G. Rajkowska og G. Chen, "Neuro-plasticity and cellular resilience in mood disorders," Molecular Psychiatry, vol. 5, nei. 6, s. 578–593, 2000.

[3] JD Rosenblat, RS McIntyre, GS Alves, KN ​​Fountoulakis og AF Carvalho, "Beyond monoamines-novel targets for treatment-resistant depression: A comprehensive review," Current Neuropharmacology, vol. 13, nei. 5, s. 636–655, 2015.

[4] K. Wilson og P. Mottram, "En sammenligning av bivirkninger av selektive serotoninreopptakshemmere og trisykliske antidepressiva hos eldre deprimerte pasienter: En metaanalyse," International Journal of Geriatric Psychiatry, vol. 19, nei. 8, s. 754–762, 2004.

[5] S. Vezmar, B. Miljkovic´, K. Vucˇic´evic´ et al., "Farmakokinetikk og effekt av fluvoksamin og amitriptylin ved depresjon," Journal of Pharmacological Sciences, vol. 110, nei. 1, s. 98–104, 2009.

[6] CH Halsted, "Kosttilskudd og funksjonell mat: 2 sider av en mynt?" American Journal of Clinical Nutrition, vol. 77, s. 1001S–1007S, 2003.

[7] J.-S. Tian, ​​C.-C. Liu, H. Xiang et al., "Undersøkelse av den antidepressive effekten av havtornfrøolje gjennom den GC-MS-baserte metabolomiske tilnærmingen kombinert med multivariat analyse," Food and Function, vol. 6, nei. 11, s. 3585–3592, 2015.