OMCL 氧化医学和细胞寿命 1942 - 0994 1942 - 0900 Hindawi 10.1155 / 2021/8845064 8845064 研究文章 保护作用Biobran / MGN-3对散发性阿尔茨海默病小鼠模型:可能的氧化应激和凋亡通路的作用 https://orcid.org/0000 - 0002 - 1087 - 7127 Ghoneum Mamdooh H。 1 https://orcid.org/0000 - 0002 - 7912 - 3913 埃尔赛义德 Nesrine年代。 2 Hassanzadeh Kambiz 1 外科学系 查尔斯•德鲁大学医学和科学 洛杉矶 加州 美国 cdrewu.edu 2 药理学和毒理学 教师的药店 开罗大学 开罗 埃及 cu.edu.eg 2021年 27 1 2021年 2021年 28 9 2020年 14 12 2020年 3 1 2021年 27 1 2021年 2021年 版权©2021 Mamdooh h . Ghoneum Nesrine s . El赛义德。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

阿尔茨海默病(AD)是一种使人衰弱的、不可逆的脑疾病影响越来越多的个人岁强制保护保健品的发展。Biobran / MGN-3,米糠的阿糖基木聚糖,有强大的抗氧化,防衰老,免疫调节效应。本研究的目的是调查Biobran的保护作用与零星的阿尔茨海默氏症(SAD)。悲伤是通过intracerebroventricular诱导的小鼠注射链脲霉素(STZ)(3毫克/公斤)。STZ-treated老鼠服用Biobran 21天。Biobran对记忆和学习的影响被测量通过莫里斯水迷宫,新奇物体的识别,和Y-maze测试。生物标记对细胞凋亡、氧化应激和amyloidogenesis测量用ELISA和免疫印迹分析。进行组织病理学检查证实神经损伤和β-淀粉样蛋白沉积。Biobran逆转SAD-induced小鼠的空间记忆赤字,增加谷胱甘肽的表达,减少丙二醛,il - 6的分泌减少,降低细胞间粘附molecule-1 (ICAM-1),并显著增加核因子红细胞两个相关因子2 (Nrf2)和抗氧化反应元素(是)。此外,Biobran施加保护作用对amyloid-beta-induced通过抑制细胞凋亡的裂解caspase-3 proapoptotic蛋白质伯灵顿和通过upregulation凋亡蛋白bcl - 2。 Furthermore, it reduced the expression of forkhead box class O proteins. It could be concluded from this study that Biobran may be a useful nutritional antioxidant agent for protection against SAD through its activation of the gene expression of Nrf2/ARE, which in turn modulates the apoptotic and amyloidogenic pathways.

 Diawa制药有限公司,日本东京 # T0099108 1。介绍

阿尔茨海默病(AD)是最常见的神经退行性疾病的特点是记忆和认知的逐步丧失。氧化应激标志物的出现是一个广告的特征;它会导致淀粉样蛋白沉积的累积和神经原纤维缠结和疾病的进展( 1]。氧化应激参与许多疾病,包括帕金森病、慢性炎症,和广告 2]。神经元产生能量在一个较高的率和显示高耗氧量;他们风险极高氧化损伤从活性氧(ROS) ( 3]。目前,淀粉样β蛋白(的过程 β)积累发生在中枢神经系统是不确定的,但期间ROS的生成 βself-aggregation是一个潜在的机制 β可能会导致神经元损伤和死亡。这种效应最终导致突触膜去极化,过多的钙流入和线粒体损伤( 4, 5]。氧化应激通路的共同监管机构之一,在广告表达的核因子红细胞两个相关因子2 (Nrf2)。目前主要在细胞质的海马神经元 6),在AD动物模型,病理 β与改变Nrf2目标基因的表达( 7]。Nrf2可以作为分子开关在神经元介导抗氧化系统 8]。积极Nrf2保护细胞免受氧化损伤的抗氧化反应元素绑定(是)氧化刺激和促进抗氧化基因( 9]。因此,Nrf2表达式可以减轻认知损伤的修复保护神经元免受氧化损伤和减少一个 β积累( 10]。

神经炎症中扮演一个重要的角色在AD发病机制通过炎性细胞因子il - 6等的生产,这是非常普遍的在广告 11, 12),细胞间粘附molecule-1 (ICAM-1),这是在广告的大脑神经炎的斑块中高度表达。ICAM-1已经涉及到神经退化通过其作为免疫细胞激活和炎症反应的重要中介广告( 13]。ICAM-1起着关键作用在大脑和诱导细胞生存的upregulation proapoptotic蛋白质,伯灵顿和裂解caspase-3,凋亡的差别,对这些基因的蛋白质,bcl - 2 ( 14, 15]。这个途径有许多下游目标像转录因子forkhead盒蛋白质类O3a (FOXO3a),一个因素,当转移到细胞核,可以引发细胞凋亡。越来越多的证据显示凋亡标记可以直接目标FOXO3a和导致细胞凋亡 16]。FOXO家族蛋白是广泛参与细胞信号转导的细胞凋亡和氧化应激。这种效果是很重要的在大脑血管内皮细胞的生存 17),氧化应激损伤小鼠小脑颗粒神经元( 18),海马神经元损伤( 19];它也可以导致细胞凋亡蛋白酶3-induced凋亡的死亡( 20., 21]。

STZ注入大脑大脑中与胰岛素抵抗、神经炎症、氧化应激和沉积 β,以及τ蛋白聚合导致记忆和学习功能障碍模仿零星的阿尔茨海默氏症(SAD)在人类 22]。ICV-STZ注射诱导小胶质细胞的激活,产生大量的炎症介质和自由基,引起神经损伤( 23]。

目前,没有膳食补充剂或减少风险的处方药广告的 24,目前的广告只是症状[fda批准的治疗方法 25]。Biobran / MGN-3变性从米糠半纤维素,表明承诺效应作为癌症的天然佐剂现有免疫疗法( 26, 27)通过其抗氧化性能( 28]。Biobran前面显示增强自然杀伤细胞活性在老年小鼠 29日)以及健康的老年人体( 30.),改善他们的健康相关的生活质量 31日]。一些研究已经完成的有利影响Biobran衰老和神经退行性疾病。因此,本研究旨在调查可能的保护作用的Biobran悲伤模型通过氧化应激的调制,amyloidogenesis,炎症和凋亡通路。行为和生化实验阐明其潜在的神经保护作用机制STZ模型的悲伤。

 2。材料和方法 2.1。动物

成年男性瑞士白化小鼠体重25 - 30 g,被用于本研究。老鼠从动物获得国家研究中心的设施,开罗,埃及,他们被安置6每笼老鼠。老鼠可以适应环境的一个星期前的研究。动物与恒定的温度保持在一个被控制的环境中( 25 ± 2 ° C ),光/暗周期(12/12小时)、相对湿度( 60 ± 10 % )。动物们提供了一个标准的食物饮食和允许水随意。本研究符合指南发表的实验动物保健和使用由美国国立卫生研究院( 32)和机构批准的动物保健和使用委员会,开罗大学(CU-IACUC),批准文号:CU-III-F-26-20。动物的不适和痛苦是尽可能最小化。

 2.2。药物治疗

STZ购买从Sigma-Aldrich有限公司(圣路易斯,密苏里州,美国)和溶解在生理盐水(0.9%氯化钠)。Biobran是变性从米糠中提取的半纤维素反应与carbohydrate-hydrolyzing米糠半纤维素酶从香菇中获得。Biobran的主要化学结构是阿糖基木聚糖和阿拉伯糖侧链的聚合物和木糖在其主链( 26]。大和制药有限公司(日本东京)请Biobran提供。Biobran盐水(0.9%的准备 w / v (图),是刚做好的每一天 1)。

化学结构Biobran / MGN-3。

 2.3。急性毒性研究

早期的研究表明Biobran剂是一种无毒、安全。艾姆斯诱变试验是负的,Biobran 50%的致死量(LD50)大于36克/公斤,和一些毒性研究都证实Biobran在人类和动物的安全 27, 33]。8-month-long时期对待动物与Biobran以及5-year-long治疗人类[ 34没有导致任何不良副作用。在目前的研究中,Biobran的小鼠急性毒性评估通过上下过程根据423号准则的经济合作与发展组织( 35]。一个起始剂量的2 g / kg Biobran给老鼠。24小时,观察到的老鼠连续毒性症状,之后,他们观察到在一个额外的20天的日常保养。

 2.4。感应的悲伤

悲伤被ICV注射STZ诱导的小鼠(3毫克/公斤)到他们的侧脑室使用徒手画的过程[ 36)由沃诺克更新( 37)为避免脑静脉渗透。硫喷妥钠(50毫克/公斤,i.p。)被用来麻醉老鼠。老鼠头被安全的使用上面的下行压力的耳朵,紧随其后的是插入针直接通过皮肤和头骨到侧脑室。可视化之间的一个等边三角形的眼睛和头骨的中心是用于定位前囱和目标侧脑室允许针插入在下列坐标前囱:中间外侧的1毫米,背腹侧的前后的0.1毫米,3毫米。老鼠表现出正常行为注射后大约1分钟。

 2.5。实验设计

小鼠被随机分配分成五组,每个包含12个老鼠。组1,虚假的对照组,收到一个ICV盐水注射之后,腹腔内(i.p)盐水注射连续21天。收到STZ组2(3毫克/公斤,ICV)曾经担任可悲的模型( 38]。组3收到STZ(3毫克/公斤,ICV),五个小时后,紧随其后的是Biobran(50毫克/公斤,i.p。)每日连续21天。组4收到STZ(3毫克/公斤,ICV), 5个小时后,紧随其后的是Biobran(100毫克/公斤,i.p)每日连续21天。组5收到STZ(3毫克/公斤,ICV), 5个小时后,紧随其后的是Biobran(200毫克/公斤,i.p)每日连续21天。治疗期结束后,小鼠接受行为测试评估认知功能(图 2)。

实验设计。

 2.6。行为评估 2.6.1。对象识别测试

评估长期记忆和认知,估计我们使用了对象识别测试。它是基于偏爱新奇的概念,这是动物的先天倾向表现出亲和力探索小说的对象而不是一个熟悉的( 39]。这个测试是管理连续超过三天。第一天,每个鼠标放在一个木箱( 30. × 30. × 30. )维度和剩下三十分钟适应周围的环境。

第二天,两个木头方块相同的形状,颜色,大小和放置在盒子里相反的角落,从墙上2厘米。每个鼠标放置在盒子的中间和给十分钟来探索新的对象。3天,其中一个立方体是取代了小说的对象不同的形状,大小和颜色,和老鼠都在五分钟内探索框的对象。对象和实验之间的竞技场与70%乙醇彻底清洗与个别老鼠来确保他们的行为没有遵循气味信号。每个老鼠都同样面临着向墙初每个试验和无法取代的对象。动物是视频和测量如下:

歧视指数。时差的探索小说和熟悉的物体除以总探索时间

识别指数。探索小说时间对象作为勘探总时间的百分比

2.6.2。莫里斯水迷宫测试(微波加工)

微波加工测试被用来研究空间记忆和学习 40]。迷宫由不锈钢圆形坦克(直径210厘米,51厘米高)装满水( 25 ± 2 ° C )35厘米的深度和分成四个象限。黑色平台(10厘米宽,高28厘米)放置在目标象限和淹没了2厘米。平台保持在相同的位置在训练和测试程序,它是无形的,紫色无毒染料着色的水。获取记忆试验(120 s / trail)进行连续四天,每天两次,至少15分钟之间的试验。动物是自由在每个采集试验定位隐藏的平台。如果鼠标定位平台,它被给予额外的20秒休息,而如果鼠标没有达到平台在120年代,它是引导平台,允许其他20多岁。意味着逃避潜伏期(MEL)计算每个鼠标的时间找到隐藏的平台。四天采集试验后,老鼠被允许60秒探针池的平台被移除。老鼠放入水在东北位置(第四季度),这是一个固定在测试期间发布点。测量每个鼠标的时间花在目标象限作为检索的指标或记忆。

 2.6.3。Y-Maze测试

Y-maze用来测量空间工作记忆在啮齿动物通过自发交替行为(SAB)计算 41]。自发交替措施的能力动物替代其手臂条目的选择基于其记忆之前的部门在后续试验条目执行,取决于动物的自然探索行为的新环境。迷宫是一个y形装置组成的三个武器,每一个相同的维度,长35厘米,高25厘米,宽10厘米120°扩展从中央平台。实验的仪器放置在地板上房间。测试了2天。第一天是为目的的培训;每个鼠标定位在中央平台,允许自由探索迷宫8分钟。相同的程序在测试第二天之后,与手动记录每个手臂条目,得分只有当所有四肢鼠标内部的手臂。每个会话后,迷宫是用70%的乙醇清洗排除任何可能干扰后续的嗅觉信号测试。一个交替被认为发生如果连续三个不同的武器中输入一组重叠的三联体。自发交替活动(SAB %)的百分比计算的“交替连续数”除以“手臂条目的总数- 2”,乘以100。

 2.7。生化评估

行为测试后,动物( n = 12 利用硫喷妥钠麻醉(50毫克/公斤,i.p。)然后通过颈椎脱位安乐死。大脑快速切割在冰/盐混合物和冰冷的生理盐水洗。海马均质在冰冷的盐水准备10%匀浆;这些被分为若干个整除,储存在-80°C生化参数的估计( n = 6 ),免疫印迹分析( n = 3 )和组织病理学检查( n = 3 )。

 2.8。生化测量 2.8.1发布。谷胱甘肽和MDA的决心

海马的谷胱甘肽(GSH)含量测定spectrophotometrically使用Ellman试剂( 42]。海马脂质过氧化反应的估计通过测量丙二醛(MDA)水平通过硫代巴比土酸活性物质( 43]。结果表示为更易毫克的蛋白质。

 2.8.2。测定il - 6、ICAM-1裂解Caspase-3,淀粉样蛋白- <斜体>β< /斜体> <子> 1-42 < /订阅>

海马il - 6和ICAM-1水平估计使用鼠标ELISA试剂盒购自RayBiotech Inc .(美国佐治亚州诺)和MyBioSource Inc .(美国圣地亚哥,CA),分别。裂解caspase-3和淀粉样蛋白- β1-42老鼠从Cusabio ELISA包提供,武汉,中国。这些标记的海马水平测量根据制造商的指示为每个各自的酶联免疫试剂盒和表示为相应的单位组织蛋白质含量由Salama et al。 44]。ELISA试验措施两个抗体之间夹住它的示例,其中一个是预镀微量滴定板,和其他的作为探测器的抗体。每个套件中提供的微量滴定板与特定于每个标记的抗体预镀。标准或样品将被添加到适当的微量滴定板井biotin-conjugated抗体制备特定的标记,而合亲和素共轭是添加到每个微型板块和孵化。这时,一个三甲衬底的解决方案是添加到每个。只有那些包含蛋白质的井,biotin-conjugated抗体,enzyme-conjugated卵白素将展示了颜色的变化。es反应终止添加硫酸溶液,测量和颜色变化spectrophotometrically波长450纳米。

 2.8.3。免疫印迹分析

免疫印迹方法量化特定蛋白的表达水平。从海马组织提取蛋白质的解决方案, n = 3 。sds - page(丙烯酰胺凝胶10%)被用来分离等量的蛋白质(平均20 - 30 μ克总蛋白质)。随后被转移到蛋白质聚乙二烯二氟化物膜(美国皮尔斯,罗克福德,IL)与Bio-Rad Trans-Blot系统。免疫印迹immunodetection是由孵化1小时的膜在室温下屏蔽解决方案由20毫米Tris-Cl、pH值7.5,150毫米氯化钠,渐变20 0.1%,3%牛血清白蛋白。一夜之间,膜被孵化在4°C以下主要抗体之一:Nrf2(目录没有:31163),FOXO3a(目录没有:1950) β肌动蛋白(目录没有:8227)获得热费希尔科学公司(美国罗克福德,IL)。Peroxidase-labelled二级抗体(1:1000;罗福斯生物制剂,科罗拉多州,美国)添加洗涤后,紧随其后的是1 h薄膜在室温下孵化。孵化的衬底允许检测蛋白质通过光学文档系统的数量。带强度的量化可用于确定特定组织中蛋白质含量测试。发现另一个“管家”蛋白质的变化是必要的控制荷载之间的样本。带强度进行了分析使用ChemiDoc™成像系统图像LabTM软件5.1版本(Bio-Rad实验室Inc .)、大力神、钙、美国)。这项研究的结果发表在任意单位规范化后的水平 β肌动蛋白的蛋白质。

 2.8.4。组织病理学分析大脑

(1)H & E染色。每组3只老鼠的大脑切除和固定在10%甲醛为24小时盐水。洗了在自来水连续稀释的酒精(甲基、乙基、绝对乙基)被用于脱水。在石蜡标本被清除在二甲苯和嵌入式56°C干热灭菌器24 h。蜜蜂蜡石蜡组织块是准备在4分节 μ米厚度滑动式切片机。获得组织部分收集玻璃幻灯片,deparaffinized,通过苏木精和伊红染色(圆))染色检查使用光电子显微镜( 45]。

(2)刚果红染色。刚果红染色,部分与刚果红染色溶液(0.2%)1 h,然后用苏木精counter-stained解决方案。斑块是观察和捕捉在荧光显微镜下400 X放大。

 2.9。统计分析

数据了 的意思是 ± 年代 。 D 。意味着逃避延迟莫里斯水迷宫试验中分析了重复测量方差分析(方差分析)。剩下的结果用单向方差分析其次是图基的多重比较分析测试。统计分析了使用GraphPad棱镜©软件(版本6.01;图垫软件,美国加州)。所有的统计测试,固定在水平的意义 P < 0.05 。

 3所示。结果 3.1。Biobran的急性毒性研究。我们没有发现死亡率、毒性或一般在24小时内行为变化的剂量2克/公斤 3.2。神经行为分析

STZ的影响和Biobran(100和200毫克/公斤)进行了神经行为测试的最后一天24小时内Biobran注入。

3.2.1之上。意味着逃避潜伏期(MEL)

图 3(一个)表明微波加工的梅尔·STZ-treated老鼠(159%)显著高于骗局的梅尔控制老鼠在第二天,效应,进一步增加一天3和4。老鼠Biobran处理,另一方面,梅尔值,类似于虚假的控制开始2天。

Biobran对微波加工的认知功能的影响也任务ICV-STZ注入老鼠。(一)在微波加工Biobran对梅尔的影响。(b) Biobran对时间的影响在微波加工目标象限。(c)效应的Biobran指数也不歧视。(d)和Biobran对偏好指数的影响。值表示为 的意思是 ± SD ; n = 12 。统计分析使用单向方差分析(方差分析)其次是Tukey-Kramer事后测试。 ∗ 明显不同于正常组 p < 0.05 。@从ICV-STZ组明显不同 p < 0.05 。

 3.2.2。时间在目标象限

Biobran对时间的影响的研究目标象限的微波加工表明STZ-treated老鼠花了32.6%的时间在象限与虚假的控制相比,虽然动物治疗50,100和200毫克/公斤Biobran花了81.7%,81.0%,和88.1%的时间,分别比STZ-treated老鼠( F 4 , 55 = 92.80 , P < 0.0001 )(图 3 (b))。

 3.2.3。歧视和偏好指数在小说中对象识别(也)测试

和测试用于检查STZ和Biobran歧视和偏好的影响指数。STZ管理局在老鼠身上导致减少歧视的指数相比sham-control老鼠;另一方面,后显著增加Biobran政府剂量依赖性的方式。此外,时间ICV-STZ注入老鼠花探索小说对象是虚假的对照组的39%的时间,反映偏好指数较低。另一方面,老鼠补充Biobran观察喜欢这部小说对象在熟悉的对象,规范剂量依赖性的方式的偏好指数(数字 3 (c)和 3 (d))。

 3.2.4。自发交替行为Y-Maze任务

ICV-STZ集团展出的比例显著降低自发改变行为,而虚假的控制老鼠。不同剂量的治疗Biobran导致显著增加的百分比自发改变行为,而ICV-STZ集团( F 4 , 55 = 37.90 , P < 0.0001 ]。因此,Biobran减毒STZ-induced损伤引起的短期记忆作为其管理的比例大幅提升自发改变行为(表 1)。

Biobran效果(50、100和200毫克/公斤)在Y-maze自发交替行为任务ICV-STZ-injected老鼠。值表示为 的意思是 ± SD ; n = 12 。统计分析使用单向方差分析(方差分析)其次是Tukey-Kramer事后测试。*明显不同于正常组 P < 0.05 ,@从ICV-STZ组明显不同 P < 0.05 。

组 虚假的控制 STZ模型 STZ + Biobran(50毫克/公斤) STZ + Biobran(100毫克/公斤) STZ + Biobran(200毫克/公斤)
%自发交替 68.29 ± 2.07 ∗ 35.72 ± 1.72 @ 55.79 ± 1.55 @ 59.32 ± 1.68 @ 65.87 ± 2.05
3.3。氧化应激生物标志物

MDA和海马的谷胱甘肽的水平测量调查Biobran对氧化应激生物标记的保护作用。STZ管理导致谷胱甘肽水平的显著下降15.5%相比,然而,虚假的控制老鼠Biobran管理导致谷胱甘肽含量显著增加剂量依赖性的方式最大化的82.8%相比,在200毫克/公斤ICV-STZ-injected老鼠( F 4 , 40 = 771.4 , P < 0.0001 ]。另一方面,intracerebroventricular注射STZ MDA水平显著增加而产生虚假的控制老鼠。Biobran补充悲伤小鼠减少MDA水平剂量依赖性的方式相比,STZ-injected老鼠( F 4 , 40 = 2180年 , P < 0.0001 ]。此外,Biobran(200毫克/公斤)显著降低MDA水平相比Biobran(50毫克/公斤)(图 4)。

Biobran对MDA的影响及谷胱甘肽ICV-STZ-injected老鼠。值表示为 的意思是 ± SD ; n = 6 。统计分析使用单向方差分析(方差分析)其次是Tukey-Kramer事后测试。 ∗ 明显不同于正常组 p < 0.05 。@从ICV-STZ组明显不同 p < 0.05 。#显著不同于Biobran(50毫克/公斤) p < 0.05 。

氧化应激是通过Nrf2的表达,并进一步研究。老鼠对STZ表现出明显降低海马Nrf2级别比虚假的控制老鼠,而接触Biobran导致剂量依赖性的逆转Nrf2的表达,比STZ-injected老鼠( F 4 , 40 = 285.5 , P < 0.0001 ]、[ F 4 , 40 = 455.5 , P < 0.0001 ),分别在高剂量的Biobran(200毫克)大约返回Nrf2级别的控制(图 5)。

的影响Biobran Nrf2和ICV-STZ-injected老鼠。值表示为 的意思是 ± SD ; n = 3 。统计分析使用单向方差分析(方差分析)其次是Tukey-Kramer事后测试。 ∗ 明显不同于正常组 p < 0.05 。@从ICV-STZ组明显不同 p < 0.05 。#显著不同于Biobran(50毫克/公斤) p < 0.05 。

 3.4。淀粉样β<斜体> < /斜体> <子> 1-42 < /订阅>

STZ-treated老鼠表现出提高约4倍 β表达相比,虚假的控制。的一个 β水平显著降低STZ-treated老鼠Biobran管理局注射STZ后小鼠( F 4 , 40 = 2348年 , P < 0.0001 ]。效果是存在剂量依赖的相关性,达到最低水平为200毫克/公斤(图 6)。

Biobran在的效果 β1-42在ICV-STZ-injected老鼠。值表示为 的意思是 ± SD ; n = 6 。统计分析使用单向方差分析(方差分析)其次是Tukey-Kramer事后测试, ∗ 明显不同于正常组 p < 0.05 。@从ICV-STZ组明显不同 p < 0.05 。#显著不同于Biobran(50毫克/公斤) p < 0.05 。

 3.5。炎症生物标记

在广告和许多其他疾病、自身免疫和炎症过程可以刺激il - 6的分泌。STZ-treated小鼠il - 6的显著增加和ICAM-1表达与控制老鼠。然而,Biobran补充镇压这些标记物的水平在剂量依赖性的方式达到控制水平在200毫克/公斤相比ICV-STZ老鼠( F 4 , 40 = 646.2 , P < 0.0001 ]和[ F 4 , 40 = 857.1 , P < 0.0001 ),分别(图 7)。

Biobran对il - 6的影响和ICAM-1 ICV-STZ-injected老鼠。值表示为 的意思是 ± SD ; n = 6 。统计分析使用单向方差分析(方差分析)其次是Tukey-Kramer事后测试。 ∗ 明显不同于正常组 p < 0.05 。@从ICV-STZ组明显不同 p < 0.05 。#显著不同于Biobran(50毫克/公斤) p < 0.05 。

 3.6。凋亡生物标志物

STZ-treated小鼠产生了显著增加表达的伯灵顿同时显示bcl - 2表达相比,减少虚假的控制。伯灵顿/ bcl - 2比例STZ-treated老鼠是38倍相比,比虚假的控制老鼠。相比之下,老鼠补充Biobran逆转伯灵顿存在剂量依赖的相关性和bcl - 2表达相对于STZ-treated老鼠。Biobran浓度最高,伯灵顿和bcl - 2表达与虚假的控制水平,与伯灵顿/ bcl - 2比例只有1.5倍的虚假的控制(图 8(一个))。类似的效应被裂解caspase-3表达式。在STZ老鼠,裂解caspase-3水平相对于控制增加了大约5倍。与Biobran补充后,STZ-treated老鼠表现出逐渐降低裂解caspase-3表达方式存在剂量依赖的相关性( F 4 , 40 = 1728年 , P < 0.0001 )(图 8 (b))。

Biobran对巴克斯比bcl - 2 (a)和裂解Caspase-3 ICV-STZ-injected老鼠(b)。值表示为 的意思是 ± SD ; n = 3 。统计分析使用单向方差分析(方差分析)其次是Tukey-Kramer事后测试。 ∗ 明显不同于正常组 p < 0.05 。@从ICV-STZ组明显不同 p < 0.05 。#显著不同于Biobran(50毫克/公斤) p < 0.05 。

我们进一步分析了FOXO3a蛋白的表达。显著增加5倍的表达FOXO3a了STZ-treated老鼠相对于控制。后补充与Biobran FOXO3a表达STZ-treated小鼠减少剂量依赖性的方式,最高剂量(200毫克)几乎将FOXO3a表达的水平控制相比STZ-injected老鼠( F 4 , 25 = 670.3 , P < 0.0001 (图),分别) 9)。

Biobran对FOXO3a ICV-STZ注射小鼠的影响。值表示为 的意思是 ± SD ; n = 3 。统计分析使用单向方差分析(方差分析)其次是Tukey-Kramer事后测试。 ∗ 明显不同于正常组 p < 0.05 。@从ICV-STZ组明显不同 p < 0.05 。#显著不同于Biobran(50毫克/公斤) p < 0.05 。

 3.7。组织病理学分析

虚假的控制老鼠的大脑正常脑组织的结构包括大脑皮层和海马。STZ组的显微镜检查显示脑组织中的几个组织病理学变化。大脑皮层显示大量分散的神经元退化与噬节和弥漫性神经胶质过多症有关。海马体阴暗灶状出血区域神经元退化CA3、CA4,和DG区域。

老鼠接受Biobran(50毫克/公斤)改善STZ的影响。大脑皮层的部分显示暗神经元数量减少与健康的神经元在大多数研究部分。海马体显示正常神经元的各种神经区域。

老鼠接受Biobran(100毫克/公斤和200毫克/公斤)显示大脑皮层的正常组织学结构除了一些退化的神经元和噬节。海马体出现明显正常。

Biobran没有显示出管理的组织病理学改变与正常脑组织结构的大脑皮层和海马(数字 10和 11)。

Biobran效果(50、100和200毫克/公斤)组织病理学变化的大脑皮层ICV-STZ注入老鼠, n = 3 。控制:显示正常的组织学结构的正常小鼠的大脑皮层;ICV-STZ:显示弥漫性神经胶质过多症可见混有大量的大脑皮层注射小鼠神经元退化;Biobran 50毫克/公斤:显示中度退化的神经元;Biobran 100毫克/公斤:显示几个受伤神经元;显然Biobran 200毫克/公斤:显示正常大脑皮层结构。

Biobran效果(50、100和200毫克/公斤)在ICV-STZ-injected老鼠的海马组织病理学变化, n = 3 。控制:显示正常的组织学结构不同CA区域和DG的正常小鼠的海马状突起;ICV-STZ:显示水肿CA1、游离钙和DG dark-degenerated神经元在CA3、CA4,和DG(箭头)在海马体和拥挤在周围脑实质;Biobran 50毫克/公斤:显示在CA1暗神经元退化,CA4,海马体和DG地区(箭头);显然Biobran 100毫克/公斤:显示正常海马神经元和一些分散的神经元在CA4 DG(箭头);显然Biobran 200毫克/公斤:显示正常海马的神经元。

淀粉样斑块的数量在不同实验小组通过研究可视化与刚果红染色。正常小鼠没有显示出大脑中的淀粉样蛋白沉积部分。同时,ICV注射STZ显示多病灶的沉积的淀粉样蛋白沉积在大脑组织特别是炎性病变显示局灶性神经胶质过多症。管理Biobran(50毫克/公斤)导致明显减少脑组织中的淀粉样蛋白斑块的数量。此外,老鼠接受Biobran(100毫克/公斤)显示一些淀粉样斑块,和老鼠接受Biobran(200毫克/公斤)显示,大多数缺乏淀粉样斑块检测脑组织(图 12)。

刚果red-brain-stained部分淀粉样斑块可视化的小鼠大脑皮层和海马( n = 3 )。(a、g i)代表正常组没有沉积的淀粉样斑块。(b、h)代表STZ组显示多病灶的沉积在大脑皮层大脑皮层和海马,分别。(j c, d)代表Biobran STZ-injected老鼠(50毫克/公斤),显示多病灶的散斑。(e、k)代表Biobran STZ-injected老鼠(100毫克/公斤),显示一些沉积在大脑皮层和海马的多焦点的沉积。(f、l)代表Biobran(200毫克/公斤)STZ-injected老鼠显示分钟淀粉样斑块沉积。

 4所示。讨论

当前的研究评估Biobran / MGN-3的保护作用与STZ-induced悲伤的老鼠。Biobran、自然生物反应修饰符,已被证明具有抗衰老的( 29日- - - - - - 31日和抗氧化剂 37]属性。Biobran证明之前表现出强大的免疫调节功能( 26, 27, 46- - - - - - 48)与癌症起到有益的作用,病毒和微生物( 49- - - - - - 52]。

在目前的研究中,STZ-treated老鼠无法区分小说和熟悉的对象,也为代表的任务。ICV-STZ小组发现在记忆和学习功能显著恶化在莫里斯水迷宫和表现显著降低目标象限中所花费的时间以及Y-maze测试证明了自发交替行为显著下降。这些发现与先前的研究报告,在协议ICV-STZ注射与减少自发交替行为Y-maze测试和空间学习和参考记忆下降在莫里斯水迷宫试验以及测试一天( 53, 54]。这表明在这些老鼠明显的记忆和学习的赤字。的ICV注射STZ是一个著名的零星的阿尔茨海默病模型与进步的病理相似的广告在啮齿动物在人类的大脑 55- - - - - - 57]。然而,这是极大的兴趣注意Biobran补充防止STZ-induced短期和空间记忆障碍。剂量依赖性的方式,Biobran减少了梅尔,扩展目标象限中所花费的时间,和反向歧视和偏好指数以及减少自发交替行为Y-maze任务。

连贯的上述调查结果,发现认知功能障碍amyloidogenic施加积极的影响和氧化应激通路。一个 β肽是一种广告的特点导致大脑神经元损失和产生的赤字在记忆和学习。先前的研究显示,抗氧化化合物可能有前途的治疗或预防干预措施对AD病人因为他们抑制 β原纤维形成和保护大脑 β神经毒性( 58]。在最近的研究中,Biobran施加在模型中重要的抗氧化作用的悲伤,这是与之前的研究结果相一致,显示Biobran对小鼠的抗氧化活性固体Ehrlich癌( 28),以及它能够大大减轻MDA含量的增加,防止irradiation-induced谷胱甘肽的耗竭小鼠脾脏( 59]。

ROS生成引起的线粒体氧化磷酸化可以对细胞功能产生深远的影响,导致许多疾病的起始,包括老化( 60和广告 2, 61年]。在氧化应激过程中,活性氧可导致神经元突触功能障碍( 62年, 63年),可能会导致神经元损伤和死亡 βself-aggregation [ 64年]。Biobran之前的研究已经证实,在肝脏移植氧化应激,抑制这些生物标志物包括MDA的水平,总自由基,一氧化氮在小鼠Ehrlich癌( 28]。这表明Biobran诱发oncostatic活动通过提供防止氧化应激,调节脂质过氧化,增强抗氧化防御系统。此外,据报道之前,Nrf2是AD患者神经元抑制( 65年),这是在和谐与本研究的结果。对于广告的动物,都有一个减少Nrf2表达式,以及Nrf2 /通路的表达的靶基因 66年]。改变表达Nrf2与认知赤字和空间记忆受损在小鼠模型的广告 6)和一个缺乏Nrf2结果易受氧化应激( 67年],phosphorylated-Tau [ 68年),和增强的自噬功能障碍( 7]。另一方面,此前有消息显示,神经元可以防止 β病理学和氧化proteotoxic upregulation Nrf2 /压力的途径( 69年, 70年]。多项研究表明,神经病理变化,如广告和帕金森氏症等也与错误的炎症过程有关的表达增加大脑中促炎细胞因子il - 6 ( 11, 12]。在最近的研究中,il - 6和ICAM-1 STZ政府后显著增加,但Biobran补充引起显著减少这些生物标记物的水平。有趣的是,最近的一项临床研究显示il - 6浓度的增加和ICAM-1 AD患者的脑脊液(CSF) ( 71年, 72年]。这些影响在脑脊液异常患者更明显 β水平,表明,在存在 β病理学、脑血管之间的关联、神经变性和神经炎症过程可能加剧,导致τ聚合,导致认知障碍和疾病进展( 71年]。因此,关注这些生物标志物提供了新颖的治疗干预的潜在目标。在目前的工作,管理Biobran ICAM-1和il - 6水平显著抑制了SAD-induced小鼠海马的淀粉样斑块的重要积累。

在目前的研究中,Biobran产生剂量依赖性的方式对STZ凋亡作用。这种效应可能是由于抑制裂解caspase-3以及proapoptotic蛋白质伯灵顿的差别,通过对这些基因的抗凋亡蛋白bcl - 2。有人建议之前, β激活神经元凋亡通路通过其积累的线粒体膜和线粒体功能受损 73年]。线粒体的膜变得渗透在线粒体凋亡,被释放活性氧( 74年]。Apoptogenic蛋白质如细胞色素c从而可以产生,和proapoptotic因素引入线粒体的细胞溶质,最终激活procaspases和诱导细胞凋亡 75年]。神经元的损失可以通过调节线粒体功能障碍所致proapoptotic蛋白质caspase-3和伯灵顿和凋亡蛋白bcl - 2 ( 14, 15, 20.]。Biobran的能力施加对STZ-induced细胞凋亡的保护作用是按照我们以前的研究表明,Biobran治疗调节伯灵顿的表情,激活caspase-3,和bcl - 2表达下调的表达式;这些成熟的分子细胞凋亡发生的事件表明,Biobran可以预防腺胃在老鼠致癌作用[ 49],抑制大鼠中的hepatocarcinogenesis [ 50),各自为政,提高x射线辐照的抗癌效果埃利希固体肿瘤小鼠( 59]。

Biobran的影响在STZ-injected FOXO蛋白表达小鼠海马也检查了。FOXO有一系列的生物功能的蛋白质。他们存在在整个身体和神经系统中有选择地表达。信号转导途径之间的复杂的相互作用和FOXO蛋白质的氧化应激可以显著影响细胞凋亡和自噬 18, 20., 76年]。在氧化应激条件下,自噬可以诱导FOXO蛋白质以及促进细胞存活( 64年]。STZ-injected老鼠表现出更高水平的FOXO蛋白表达。剂量依赖性的方式Biobran显著降低这些值。这说明Biobran STZ-treated老鼠对FOXO-mediated细胞凋亡的保护作用。最近,据报道,Biobran / MGN-3是一种很有前途的psychoneuroimmune调节剂可以改善健康的老年人的生活质量( 31日]。

组织病理学分析使用)和刚果红染色进一步揭示Biobran反对STZ-induced神经元损伤的保护作用在大脑皮层和海马的老鼠。Biobran治疗减少了神经毒性观察STZ-injected老鼠,用更少的eosinophilic-stained核神经元和神经元更健康。这表明Biobran可以作为一个潜在的候选人减弱神经退化和保护的认知功能。海马Biobran-treated组的部分也表现出剂量依赖性的保护作用 β斑块的形成。这些积极组织学的影响Biobran一致与我们的行为和生化评估。最高剂量的Biobran发挥更好的保护比低和适量。

 5。结论

Biobran产生剂量依赖性的保护作用对零星的广告。这种效应是通过针对Nrf2 /抗氧化信号,调节amyloidogenesis以及Bcl2 /伯灵顿/ caspase-3通路。据我们所知,目前的研究是第一次对悲伤调查Biobran的保护作用。我们的研究表明,Biobran活动能够减少 β生成和促进认知功能恢复。他们可能提出的可能的适用性的Biobran人类受试者的临床试验管理的悲伤。

 数据可用性

本研究的数据包括数据和免疫印迹分析用于支持本研究的结果中包括这篇文章。

 的利益冲突

作者声明没有利益冲突。

 作者的贡献

Ghoneum M和N埃尔赛义德计划研究和写的手稿。N埃尔赛义德设计并进行实验。两位作者批准了手稿。

 确认

Biobran / MGN-3由大和制药提供。有限公司,日本。这项工作是由Diawa制药有限公司,有限公司,东京,日本;格兰特# T0099108。

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