Határok a pszichiátriában

Hangulati és szorongásos rendellenességek

Ez a cikk a kutatási téma része

Stressz okozta idegi változások az érzelmi rendellenességekben Az összes 15 cikk megtekintése

Szerkesztette
Jason H. Huang

Baylor Scott és White Health, Egyesült Államok

Felülvizsgálta
Xin Qi

Orvostudományi Kar, Case Western Reserve University, Egyesült Államok

Shaoyuan Li

Akupunktúra és Moxibustion Kórház, Kína Kínai Kínai Orvostudományi Akadémia, Kína

A szerkesztő és a lektorok kapcsolatai a legfrissebbek a Loop kutatási profiljukban, és nem feltétlenül tükrözik a felülvizsgálat idején fennálló helyzetüket.

zibupiyin

  • Cikk letöltése
    • PDF letöltése
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Kiegészítő
      Anyag
  • Exportálás
    • EndNote
    • Referencia menedzser
    • Egyszerű TEXT fájl
    • BibTex
OSZD MEG

Eredeti kutatás CIKK

  • 1 A lép zsigeri megnyilvánulások elméletének modern kutatólaboratóriuma, a hagyományos kínai orvoslás iskolája és az integrált kínai és nyugati orvoslás iskolája, Nanjing Kínai Orvostudományi Egyetem, Nanjing, Kína
  • 2 Integratív Orvostudományi Intézet, Dalian Orvostudományi Egyetem, Dalian, Kína

Háttér: A kognitív károsodás a 2-es típusú diabetes mellitus (T2DM) szövődménye, amely befolyásolja a központi idegrendszert (CNS). Tanulmányok kimutatták, hogy a krónikus pszichés stressz elősegítheti a T2DM cukorbetegséggel összefüggő kognitív hanyatlássá (DACD) való fejlődését. Korábban a T2DM kognitív károsodása főleg az inzulinrezisztenciával korrelált a mediális prefrontális kéregben (mPFC).

Célok: Megvizsgáltuk a ZiBuPiYin recept (ZBPYR) hatását a Zucker diabéteszes zsíros (ZDF) patkányokra, és feltártuk a krónikus stressz hatását a megváltozott β-amiloid (Aβ) metabolizmus inzulinreceptor szubsztráton (IRS) 1/protein kináz B (AKT)/emlős rapamicin célpont (mTOR) jelátviteli útján krónikus pszichés stressz kiváltása után.

Fő módszerek: Krónikus pszichés stressz és gyógyszeres kezelés után kognitív funkciót figyeltek meg keresztül viselkedési kísérletek. A hipotalamusz-hipofízis-mellékvese (HPA) tengely és az A szint aktiválásaβ enzimhez kapcsolt immunszorbens vizsgálattal detektáltuk, és a rokon fehérjék expresszióját Western-blottolással értékeltük.

Kulcsfontosságú leletek: A ZBPYR kezelés szignifikánsan csökkentette a szorongásszerű viselkedést és a plazma kortikoszteron (CORT) szintjét, valamint javította a ZDF patkányok tanulási és memóriazavarait krónikus pszichés stressz után. A ZBPYR csökkentette az A lerakódását isβ az mPFC-ben javította az agy inzulinrezisztenciáját és modulálta az mTOR-autofágia útvonalat.

Jelentőség: A ZBPYR potenciális terápiás alkalmazás lehet a krónikus pszichés stressz által kiváltott DACD kezelésében.

Bevezetés

A 2-es típusú diabetes mellitus (T2DM) egy olyan anyagcserezavar, amelyet krónikus hiperglikémia, idővel megnövekedett inzulinrezisztencia és a hasnyálmirigy inzulinszekréciójának progresszív kudarca jellemez (1). Epidemiológiai vizsgálatok szerint a diabetes mellitus világszerte elterjedtsége várhatóan a 2017. évi 425 millióról 2045-re becsült 629 millióra nő (2). Mind a keresztmetszeti, mind a longitudinális vizsgálat arról számolt be, hogy a T2DM az Alzheimer-kórhoz (AD) (3), az enyhe kognitív károsodáshoz (MCI) (4), a szorongáshoz és a depresszióhoz (5) társul. A cukorbetegséggel összefüggő kognitív hanyatlás (DACD), amely az idő múlásával bekövetkező enyhe kognitív csökkentések sorozata, általában a T2DM központi idegrendszeri (CNS) komplikációjának tekinthető (6, 7).

A DACD kifejlesztése és progressziója egy összetett folyamat, amely valószínűleg magában foglalja a genetikai fogékonyság és a környezeti tényezők szinergikus hatásait (8, 9). Korábbi vizsgálatok kimutatták az agyi inzulinrezisztenciát és megváltozott β-amiloid (Aβ) az anyagcsere befolyásolhatja a DACD kognitív funkcióját (10–12). Ezenkívül az inzulinreceptor szubsztrát (IRS) 1/protein-kináz B (AKT)/a rapamicin útvonalak emlősök célpontja (mTOR) kritikus szerepet játszik az inzulinjelzésben. Az inzulin toborozza és aktiválja az IRS-t, és aktiválja a downstream AKT kaszkádot, amely ezután aktiválja az mTOR-autofágia útvonalat és befolyásolja az Aβ lerakódás. Ezért az IRS1/AKT/mTOR útvonalba történő beavatkozás kognitív károsodáshoz vezethet.

A legújabb jelentések kimutatták, hogy az életmód megváltoztatása növelheti a DACD kockázatát (13, 14). Különösen meggyőző bizonyítékok vannak arra vonatkozóan, hogy a pszichés stressz mind a T2DM-hez, mind a DACD-hez hozzájárul (14). Bár az azonnali pszichés stresszt nem tekintik kérdésnek, a pszichológiai stressz krónikus aktiválása erős kórokozó tényező ezekben a rendellenességekben (15). A krónikus pszichés stressz egyre nehezebbé teszi a test működését, ami nemcsak a mentális egészségre van hatással, hanem hajlamosíthatja az embert különféle anyagcserezavarokra is (16, 17). Eddig nem tisztázott a krónikus pszichés stressz okozta DACD-ben szerepet játszó molekuláris, fiziológiai és viselkedési útvonal, valamint a DACD-t kísérő krónikus pszichés stressz és az agyban bekövetkező változások közötti kapcsolat. Mivel a krónikus pszichés stressz hátrányosan befolyásolja a T2DM-betegek életminőségét, fontos stratégia kidolgozása a DACD elkerülésére.

A ZiBuPiYin recept (ZBPYR), a kínai orvoslás hagyományos formulája, amelyet a Bujuji könyvében dokumentáltak, Wu Cheng írt a Qing-dinasztiában, a Zicheng Decoction-ból származik, és kognitív károsodások kezelésére szolgál. Korai jelentések kimutatták, hogy a ZBPYR javítja a tanulási és memóriafolyamatokat a magas zsírtartalmú étrendben alacsony dózisú streptozotocin (STZ) által indukált cukorbeteg patkányokkal kombinálva, és szabályozza az Aβ az agyban (18). Friss adataink azt is bizonyították, hogy a krónikus pszichés stressz rontja a glükóz intoleranciát és csökkenti az inzulinérzékenységet a Zucker diabéteszes zsíros (ZDF) patkányokban, ami arra utal, hogy a krónikus pszichés stressz hozzájárulhat az inzulinrezisztencia kialakulásához a T2DM-ben (19 Jelen munkánkban spontán ZDF patkányokat használtunk T2DM modellként, és megvizsgáltuk azt a hipotézist, hogy a ZBPYR képes visszafordítani a DACD-hez vezető krónikus pszichés stressz károsodását, elsősorban az Aβ lerakódás az IRS-1/AKT/mTOR jelátviteli utakon keresztül a mediális prefrontális kéregben (mPFC).

Anyagok és metódusok

Reagensek és antitestek

Amyloid elleni antitest-β fehérje prekurzort (APP) a Sigma-Aldrich-től (St Louis, MO, USA) szereztük be. Az inhibitorok proteáz-gátló koktél és foszfatáz-gátló koktél és a foszfo-IRS1 (Ser307), AKT, foszfo-AKT (Ser473), foszfo-mTOR (Ser2448), foszfo-P70S6K (Thr389), LC3A/B antitestek, β-az aktint és a másodlagos antitest tormaperoxidáz (HRP) konjugált kecske-anti-egér IgG-t és a kecske-anti-nyúl IgG-t a Cell Signaling Technology-tól (Beverly, MA, USA) szereztük be. Antitestek az IRS-1, GSK3 ellenβ, Foszfo-GSK3β (Ser9), mTOR és P70S6K-t Abcam-től (Cambridge, MA, USA) szereztük be. Western-blot anyagot a Bio-Rad-tól (Hercules, CA, USA) szereztünk be. Az összes többi kísérleti anyagot és reagenseket a Biosharp (Sanghaj, Kína) és a Solarbio (Peking, Kína) cégtől vásárolták.

Állatmodell

Férfi 6 hetes ZDF (fa/fa) patkányokat vásároltunk a Vital River Laboratories (VRL) -től (Peking, Kína), és a Nanjing Kínai Orvostudományi Egyetemen egy specifikus kórokozóktól mentes (SPF) állatkísérleti központban helyeztük el. A ZDF törzs homozigóta leptin receptor mutációval rendelkezik, amely előidézi a patkányokat a T2DM-ben. Amikor beltenyésztett ZDF hímek etetik a Purina 5008 étrendet (fehérje = 23,6%, nitrogénmentes kivonat [különbség szerint] = 50,3%, rost [nyers] = 3,3%, hamu = 6,1%, zsír [éter-kivonat] = 6,7%, és a zsír [savhidrolízis] = 8,1%; Vital River Laboratories, Peking, Kína], amelyben magas a szénhidrát- és zsírtartalom, hiperinsulinémiát, hiperglikémiát, hiperkoleszterinémiát és hipertrigliceridémiát mutatnak be, utánozva a 2-es típusú cukorbetegséget.

Minden patkánynak ad libitum táplálékot és vizet biztosítottunk. 12 órás fény/sötét ciklus alatt 23 ° C ± 2 ° C hőmérsékleten, 65% ± 5% páratartalom mellett tartottuk őket, és a gyógyszer vagy ultratiszta víz beadása előtt egy hétig hagytuk őket a környezetükhöz akklimatizálódni. Minden állatkísérletet a Nanjing Kínai Orvostudományi Egyetemen (Nanjing, Kína) a laboratóriumi állatok gondozására és felhasználására vonatkozó Nemzeti Egészségügyi Intézet útmutatójának megfelelően hajtottak végre, és azokat a Nanjing Kínai Orvostudományi Egyetem Állatetikai Bizottsága jóváhagyta. szám: ACU170606).

A ZBPYR előkészítése és beadása

A ZBPYR-t a Sanyue Chinese Traditional Medicine Co., Ltd.-től (Nantong, Kína) vásárolták, az 1. táblázat szerint. Az utalványmintákat a vállalat hitelesítette, és minőségi ellenőrzési jelentéseket nyújtottak be. A ZBPYR beadását és pontos vegyületeit/vegyületeit a korábbi vizsgálatok (20, 21) ismertették: a keverékeket 8 térfogat/tömeg (1: 8, w/v) desztillált vízben áztatták 30 percig, majd 90 percig forralták perc, majd hozzáadunk Tan-Xiang-ot és 30 percig forraljuk. Az elegyeket kétszer extraháltuk. A főzetet leszűrjük és 3,29 g/ml végsűrűségűre bepároljuk.

Asztal 1 A ZBPYR összetevői.

Kísérleti terv

1 hét adaptív etetés után a patkányokat véletlenszerűen 3 csoportra osztották (n = 6 mindegyikre): ZDF modell (ZDF csoport), krónikus pszichés stressz okozta DACD (PSD csoport) és krónikus pszichés stressz kombinálva ZBPYR beadással (PDZ csoport) ). A PSD csoportot és a PDZ csoportokat két stressz-szimulációnak vetették alá 6 héten keresztül: restrikció és rotáció. A restrikciós szimuláció során a patkányokat nyitott palackokba tették. A palack mérete nem tette lehetővé a patkány megfordulását. A kísérleti idő 2 órára korlátozódott, és minden második napon alkalmaztuk. A rotációs szimuláció során a patkányokat házi készítésű rotációs készülékbe helyeztük, amely 15 percig, 30 fordulat/perc sebességgel forgott, 40 és 150 perc közötti intervallummal. Minden kísérletben négy ciklust hajtottak végre minden másnap. Meg kell jegyezni, hogy a rotációs stressz és a restrikciós stressz teszteket nem ugyanazon a napon hajtották végre. A stressz szimulációk során a ZDF csoport egyidejűleg eltávolítja az ételt és a vizet.

8 héten keresztül a ZBPYR-t naponta szájon át adták 32,9 g/testtömeg-kg dózisban a PDZ csoportban, míg más csoportoknak orálisan egyenlő adag ultratiszta vizet adtak be a ZBPYR (Milli-Q Integral Water Tisztítórendszer, Millipore Corporation, Billerica, MA, USA). A kísérleti folyamatot az 1. ábra mutatja.

1.ábra Kísérleti folyamat. OFT, nyílt terepi teszt; PA, passzív elkerülés teszt; MWM, a Morris vízi labirintus teszt.

A plazma kortikoszteron szintjének mérése

Megmértük a plazma kortikoszteron (CORT) szintjét annak meghatározásához, hogy a hipotalamusz hipofízis mellékvese (HPA) tengelye aktiválódott-e. A krónikus pszichés stressz vége után 100 µL vért gyűjtöttünk minden patkány farokvénájából. A vérmintákat 1000 × g-vel 10 percig 4 ° C-on centrifugáltuk. A felülúszó plazmát összegyűjtöttük és -80 ° C-on tároltuk, amíg szükséges volt. A plazmában lévő CORT-szintek koncentrációját enzimhez kapcsolt immunszorbens assay (ELISA) készletekkel mértük a gyártó utasításainak megfelelően, és a standard görbe alapján számoltuk.

Viselkedési tesztek

Viselkedésteszteket, köztük nyílt terepi tesztet (OFT), passzív elkerülés (PA) és Morris vízlabirintust (MWM) végeztek a kezelés utolsó 9 napján a következő ütemezés szerint: 1. nap, OFT; 2–3. nap, PA teszt; és 4–9 MWM teszt.

Az OFT értékelte a krónikus pszichés stressz szorongásos magatartásra gyakorolt ​​hatását. Röviden, a patkányokat a vizsgálat előtt 1 órára a tesztkörnyezetbe helyeztük. A vizsgálat megkezdése után a patkányokat egy gyengén megvilágított nyílt terű kamra (50 cm × 50 cm × 50 cm) közepére helyeztük, és 5 percig hagytuk szabadon kutatni. A négyzet alakú arénát középső zónára (10 cm × 10 cm) és egy külső zónára osztották. A kamrában mért viselkedési minták magukban foglalták a középpontban eltöltött időt%, a belépéseket a középpontban, a teljes távolságot és a sebességet. Minden állatot csak egyszer használtak fel, a mozgást videokamerával rögzítették és a számítógépen regisztrálták. Minden kísérlet után a négyszögletes arénát 70% alkohollal tisztítottuk, hogy megakadályozzuk az előző patkány vizeletében és ürülékében lévő szagok hatását.

A PA teszt során az állatok megtanultak elkerülni egy olyan környezetet, amelyben káros inger (lábsokk) volt alkalmazva. A PA készülék két egyforma rekeszből állt, amelyeket guillotine átlátszatlan ajtó választott el. Az egyik rekesz világított (biztonságos), a másik sötét volt. Az eljárást két egymást követő napon hajtották végre. Az első napon az állatokat külön-külön a biztonságos rekeszbe helyezték, 5 másodpercig szabadon felfedezhették őket, és az ajtó kinyitásával a sötét rekeszbe mozoghattak. A kiképzést az ajtó bezárásával és enyhe elektromos lökéssel (1 mA 5 másodpercig) gyakorolták, amikor a patkány belépett a sötét rekeszbe. A memória tesztet 24 órával az edzés után végeztük. Az eljárást ugyanúgy végezték, mint az edzést mindenféle sokk nélkül. Mindegyik patkány ismét az ajtóig tartó biztonságos rekeszbe került. A sötét rekeszbe lépés idejét hibaszámként rögzítették. A sötét rekeszbe való belépés késleltetési periódusát legfeljebb 300 másodperc alatt sikerült megszerezni.

Agymintagyűjtés

A patkányokat izofluránnal mélyen altattuk és lefejeztük. Az agyakat eltávolítottuk, feldaraboltuk, és az mPFC-t jégen izoláltuk, és folyékony nitrogénben gyorsan lefagyasztottuk. Az összes disszociált szövetet -80 ° C-on tároltuk, amíg szükséges volt.

ELISA elemzések

A fagyasztott mPFC mintákat folyékony nitrogénben homogenizáltuk és pufferrel extraháltuk (1x TBS, amely 5 mM EDTA-t és 2 mM 1,10-fenantrolint tartalmaz). A homogenátumokat 15 percig 4 ° C-on tartottuk, majd 500 000x-n centrifugáltukg 1 órán át 4 ° C-on. A felülúszókat összegyűjtöttük és az oldható A-tβ40 és Aβ42 szintet mértünk ELISA kitek segítségével. Ezután a pelleteket 70% hangyasav (FA) oldatokban homogenizáltuk, és 500 000xg 1 órán át 4 ° C-on. Az FA-tartalmú felülúszókat semlegesítettük keresztül 1:20 hígítás 1 M Tris-bázissal (pH = 11) és oldhatatlan A-valβ40 és AβEzután 42 szintet mértünk ELISA kitek segítségével. Minden kísérletet a gyártó utasításai szerint hajtottunk végre. Az egyes üregek optikai sűrűségét 450 nm-en mértük mikrolemezes spektrofotométerrel.

Western Blotting

Statisztikai analízis

8. ábra A ZBPYR hatása az mTOR-autofágia útvonalára a ZDF patkányok mPFC-jében. Az mTOR és a p-mTOR fehérje expressziója az egyes csoportok mPFC-jében (A – C). A P70S6K és a p-P70S6K fehérje expressziója az egyes csoportok mPFC-jében (D – F). Az LC3A/B fehérje expressziója az egyes csoportok mPFC-jében (G – H). A sávok az átlag ± SEM értékét képviselik. * P ** P *** P ## P ### P Kulcsszavak: cukorbetegséggel összefüggő kognitív hanyatlás, krónikus pszichés stressz, ZiBuPiYin recept, β-amiloid, IRS-1/AKT/mTOR jelátviteli út

Idézet: Bi T, Zhan L, Zhou W és Sui H (2020) A ZiBuPiYin recept hatása a cukorbetegséggel összefüggő kognitív csökkenésre a Zucker cukorbeteg zsíros patkányokban krónikus pszichológiai stressz után. Elülső. Pszichiátria 11: 272. doi: 10.3389/fpsyt.2020.00272

Beérkezett: 2020. január 15 .; Elfogadva: 2020. március 20 .;
Publikálva: 2020. április 21.

Jason H. Huang, Baylor Scott és White Health, Egyesült Államok

Shaoyuan Li, Akupunktúra és Moxibustion Kórház, CACMS, Kína
Xin Qi, Case Western Reserve University, Egyesült Államok