Effetto neuroprotettivo del ginseng rosso coreano contro singole alterazioni della memoria e infiammazione prolungate indotte dallo stress nel cervello di ratto associati all'espressione del BDNF

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Sfondo: il disturbo post-traumatico da stress (PTSD) è una malattia psichiatrica che si sviluppa in seguito all'esposizione a un evento traumatico ed è un disturbo mentale associato allo stress caratterizzato da uno squilibrio della neuroinfiammazione. Il ginseng rosso coreano (KRG) è un integratore a base di erbe noto per essere coinvolto in una varietà di attività farmacologiche. Abbiamo mirato a studiare gli effetti del KRG sulla neuroinfiammazione come potenziale meccanismo coinvolto in un singolo stress prolungato (SPS) che influenza negativamenteformazione della memoriae consolidamento e porta al deterioramento cognitivo e spaziale regolando la segnalazione del BDNF, le proteine ​​sinaptiche e l'attivazione di NF-kB. Metodi: Abbiamo analizzato il cognitivo ememoria spazialee livelli di citochine infiammatorie durante la procedura SPS. I ratti modello SPS sono stati iniettati per via intraperitoneale con 20, 50 o 100 mg/kg/giorno di KRG per 14 giorni. Risultati: l'amministrazione del KRG ha significativamente attenuato il livello cognitivo ememoria spazialedeficit, così come la reazione infiammatoria nell'ippocampo associata all'attivazione di NF-kB nell'ippocampo indotta da SPS. Inoltre, gli effetti del KRG erano equivalenti a quelli esercitati dalla paroxetina. Inoltre, KRG ha migliorato l'espressione dell'mRNA del BDNF e della proteina sinaptica PSD-95 nell'ippocampo. Presi insieme, questi risultati dimostrano che il KRG esercitamiglioramento della memoriaazioni regolando le attività antinfiammatorie e la via NF-kB e neurotrofica. Conclusione: i nostri risultati suggeriscono che il KRG è un potenziale ingrediente funzionale per la protezionememoriadeficit nelle malattie mentali, come PTSD.

Bombi Lee, Bongjun Sur, Seikwan Oh

Centro di ricerca scientifica sull'agopuntura e sui meridiani, College of Korean Medicine, Kyung Hee University, 02447, Seoul, Repubblica di Corea

Center for Converging Humanities, Kyung Hee University, 02447, Seoul, Repubblica di Corea c Dipartimento di Medicina Molecolare e TIDRC, School of Medicine, Ewha Womans University, 07985, Seoul, Repubblica di Corea

1. Introduzione

Il disturbo da stress post-traumatico (PTSD) è la comparsa di ri-esperienze intrusive, evitamento di promemoria, cognizione negativa e umore dopo l'esposizione a un grave evento traumatico [1]. Circa il 50% della popolazione è esposto a uno o più gravi eventi traumatici durante la vita e circa il 7% sviluppa PTSD [2]. Il disturbo da stress post-traumatico viene diagnosticato quando i sintomi principali del disturbo da stress post-traumatico persistono per più di 1 mese o si verificano gravi malattie o disabilità psicologiche, che interferiscono con le normali attività sociali e professionali [2]. A causa dei disastri naturali su larga scala causati dai cambiamenti climatici, della crisi globale dei rifugiati, dello stress lavorativo ad alta intensità, degli incidenti stradali, degli attacchi terroristici, della violenza sessuale e degli abusi sui minori, il tasso di incidenza del disturbo da stress post-traumatico aumenta ogni anno [3]. In particolare, i sintomi del PTSD sono principalmente accompagnati da sintomi patologici, come ansia grave, depressione e disturbi cognitivimemoriafunzione,che causa cambiamenti neurologici, inclusi cambiamenti cognitivo-comportamentali e funzionali cerebrali [4].

Gli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina, inclusi farmaci antidepressivi, ansiolitici e anticonvulsivanti, sono stati prescritti per alleviare i sintomi, come ansia o deterioramento cognitivo, causati da PTSD, ma questi farmaci sono indicativi a causa dei gravi effetti avversi e della dipendenza da farmaci a lungo termine [5,6 ]. Inoltre, questi farmaci hanno solo lo scopo di alleviare i sintomi e non sono una cura fondamentale.

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Lo stress traumatico basato sulla paura e sull'ansia, come il disturbo da stress post-traumatico, provoca neuroinfiammazione a causa della risposta neurobiologica indotta dallo stress cronico ed è principalmente mediato dalle citochine proinfiammatorie [7,8]. In effetti, alte concentrazioni di segnali infiammatori, comprese le citochine proinfiammatorie, si accumulano nell'ippocampo degli animali con PTSD[9]. La natura pleiotropica e multifunzionale delle citochine media processi infiammatori cruciali nei roditori e nell'uomo e sono coinvolti in modo critico nella regolazione del PTSD. La neuroinfiammazione evoca effetti negativi su cognitivo efunzioni di memoria[10]. Pertanto, la risoluzione della neuroinfiammazione rallenta la progressione dicompromissione della memoriae protegge dai cambiamenti nella funzione cerebrale nei pazienti con PTSD [11,12]. Pertanto, studi recenti hanno identificato la neuroinfiammazione come un importante fattore alla base del PTSD, rendendo la neuroinfiammazione un importante bersaglio terapeutico per il trattamento del PTSD[13). Pertanto, nei pazienti con disturbo da stress post-traumatico si osserva comunemente una diminuzione del volume dell'ippocampo e dei recettori delle citochine densamente localizzati [14,15].

Inoltre, alcuni studi hanno dimostrato che il disturbo da stress post-traumatico induce la perdita sinaptica e altera la plasticità sinaptica [16]. Inoltre, il disturbo da stress post-traumatico può compromettere ulteriormente la segnalazione mediata dalla neurotrofina [17] Il fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF) supporta la sopravvivenza cellulare e aumenta la plasticità sinaptica regolando le sostanze infiammatorie come le citochine proinfiammatorie e attivando la cascata del fattore nucleare kappa B (NF-xB) segnalazione [18]. Pertanto, la segnalazione del BDNF nell'ippocampo gioca un ruolo importante nella neuropatologia del disturbo da stress post-traumatico [17].

Il ginseng rosso coreano (KRG, Ginseng, Radix rubra) è uno dei medicinali a base di erbe più utilizzati per la promozione della salute con vari effetti, come protezione miocardica, sollievo vascolare e antistress [19] In particolare, il KRG è stato riconosciuto per la sua varietà di attività fisiologiche e farmacologiche, tra cui il recupero dall'affaticamento, il miglioramento dell'immunità e il miglioramento del flusso sanguigno, nonché le attività antinfiammatorie, antiossidanti e il miglioramento della memoria [20-22]. La frazione di saponina di KRG è efficace per migliorare i deficit di memoria indotti dalla scopolamina nei ratti e previene i disturbi neurodegenerativi, come il morbo di Alzheimer (AD)[23].

Sebbene molti studi abbiano tentato di chiarire i meccanismi neurali che supportano l'effetto di potenziamento della memoria del KRG, l'effetto del KRG sulle risposte comportamentali e neuroinfiammatorie causate da un singolo deterioramento della memoria indotto da stress prolungato (SPS) rimane poco compreso. In particolare, non è stato confermato se l'effetto antinfiammatorio del KRG sia correlato alle citochine infiammatorie mediate da NF-xB, la regolazione del BDNF o la plasticità sinaptica. Pertanto, in questo studio, abbiamo studiato gli effetti protettivi del KRG sul deterioramento cognitivo e spaziale in un modello psichiatrico simile a PTSD esponendo i ratti a SPS.

2. Materiali e metodi

2.1. Animali e amministrazione KRG

I ratti maschi Sprague-Dawley (6-8 settimane; 220-250 g) sono stati acquistati da Samtako (Seoul, Corea). Gli esperimenti sugli animali sono stati condotti per la gestione degli animali da laboratorio dal Comitato per la cura e l'uso degli animali della Kyung Hee University [KHUASP(SE)-21-268]. I ratti sono stati divisi in sei gruppi: un gruppo di controllo, un gruppo solo SPS, i gruppi di trattamento KRG e un gruppo di controllo positivo. Ai gruppi di trattamento con KRG è stato somministrato KRG a concentrazioni di 20,50 o 100 mg/kg per 14 giorni mediante iniezione intraperitoneale (IP.) e il farmaco di controllo positivo paroxetina cloridrato (15 mg/kg., PAX, Sigma-Aldrich Chemical Co. St. Louis, MO, USA) è stata amministrata. KRG è stato fornito dalla Korean Ginseng Corp. (KT&G, Daejeon, Korea). In questo studio, abbiamo scelto la somministrazione intraperitoneale, che può confermare direttamente e rapidamente l'effetto farmacologico, invece della somministrazione orale in cui si verificava un assorbimento incompleto nell'intestino simile allo studio precedente [19]. Il programma sperimentale per la somministrazione di tutti i farmaci, i test comportamentali e il campionamento è presentato in Fig. 1.

2.2. Singolo stress prolungato

Come già noto, SPS è uno dei modelli più affidabili di PTSD ed è noto per riprodurre i principali sintomi del PTSD [24]. I ratti sono stati sottoposti a stress di contenzione per 2 ore e costretti a nuotare in una vasca d'acqua per 20 minuti. È stato fornito un periodo di riposo per consentire ai ratti di riprendersi per 15 minuti, quindi i ratti sono stati esposti all'isoflurano fino a quando non hanno perso conoscenza. Queste procedure sono state chiamate SPS. I ratti sono stati lasciati soli per 7 giorni per rafforzare ulteriormente una condizione simile al PTSD.

2.3. Test del labirinto d'acqua di Morris (MWM).

Il test MWM consiste in un serbatoio d'acqua circolare, una piattaforma di fuga e un sistema di tracciamento video computerizzato (ver. 2.5; PanLab Co. Barcelona, ​​Spagna). La vasca era di plastica cilindrica con un diametro di 200 cm e un'altezza di 35 cm, e le pareti e il pavimento erano dipinti di bianco. Nessun segno è stato posto sulla parete interna del serbatoio. Il serbatoio è stato riempito d'acqua fino a un'altezza di 25 cm e la temperatura dell'acqua è stata mantenuta a 23-25 gradi C. L'acqua è stata resa opaca con vernice acquosa bianca in modo che la piattaforma di fuga non fosse visibile ad occhio nudo . La piattaforma di fuga era un cilindro acrilico trasparente con un diametro di 15 cm e un'altezza di 20 cm e la superficie superiore era 1,5 cm sotto la superficie dell'acqua. Il video tracker era costituito da una telecamera CCD installata a 2,5 m sopra il serbatoio dell'acqua e da un computer, ed è stato utilizzato il programma SMART (ver.2.5; PanLab) per tracciare e analizzare il comportamento degli animali da esperimento. Intorno al serbatoio sono stati installati segnali visivi di vari modelli e l'ambiente del laboratorio e la posizione dello sperimentatore sono stati mantenuti costanti durante il periodo sperimentale, come il tavolo sperimentale, il computer e la sedia. Durante l'esperimento, lo sperimentatore è rimasto in un posto per mantenere costanti i segnali spaziali fuori dal labirinto. Il labirinto è stato diviso in quadranti di nord-est, nord-ovest, sud-est e sud-ovest ed è stata installata una piattaforma di fuga al centro del quadrante sud-ovest. La posizione di partenza dell'animale è stata fissata e questo punto è stato segnato sulla superficie esterna della vasca.

I topi potevano nuotare liberamente nella vasca durante l'allenamento e arrampicarsi in cerca di un rifugio nascosto da soli. Ai topi che hanno trovato la piattaforma di fuga è stato permesso di osservare liberamente l'ambiente circostante rimanendo nel rifugio per 10 secondi ed è stato registrato il tempo per raggiungere la piattaforma di fuga. I topi che non sono riusciti a trovare la piattaforma di fuga entro 180 s sono stati guidati alla piattaforma di fuga dallo sperimentatore, quindi sono rimasti sulla piattaforma di fuga per 10 s per osservare liberamente l'ambiente circostante e il tempo per raggiungere la piattaforma di fuga è stato registrato come 180 s . Un test di mantenimento della memoria spaziale è stato condotto il giorno6 dell'esperimento MWM. Ai topi di ogni gruppo è stato permesso di nuotare liberamente per 60 s una volta nella stessa vasca da cui è stata rimossa la piattaforma di fuga, per trovare la piattaforma di fuga. e il percorso di nuoto è stato tracciato con il video tracker e memorizzato nel sistema di analisi del computer.

2.4. Test di evitamento passivo (PAT)

La scatola di evitamento è una scatola in acrilico nero scuro (30*30*30 cm) con un pavimento a griglia e aste in acciaio inossidabile (1 cm di diametro) disposte a intervalli regolari sul pavimento, attraverso le quali una scossa elettrica può essere applicato sulla pianta dei piedi. Una ringhiera (5× 15 cm) che riesce a malapena a contenere un topo è stata installata sulla parete esterna della parte anteriore della scatola e una piccola porta scorrevole (5× 5 cm) è stata installata tra la ringhiera e la scatola di evitamento. Una luce da 50 W ha illuminato il topo ed è stata installata a 45 cm sopra la ringhiera. I ratti sono stati acclimatati per 1 minuto nel bax di evitamento prima dell'esperimento (adattamento). Quindi, il topo è stato portato fuori, posizionato sulla ringhiera e la luce da 50 W ha illuminato il topo. La prova di adattamento si è conclusa quando il ratto è entrato nella casella di evitamento (test di acquisizione). Il topo è stato nuovamente posizionato sulla ringhiera e il topo è entrato nella scatola degli evitamenti. Una scarica elettrica di 0,5 mA per 3 s è stata applicata contemporaneamente alla pianta dei piedi (apprendimento). Il topo è stato immediatamente riposto sulla ringhiera ed è stato misurato il tempo prima che il topo entrasse nella scatola di evasione (pre-test). Il topo ricorda la scossa elettrica e cerca di entrare nella scatola del compartimento buio. Dopo 24 ore senza scossa elettrica, il topo è stato posto sulla ringhiera e il tempo è stato misurato fino a quando non è entrato nella scatola di evitamento (test di ritenzione). In entrambi i test di acquisizione e ritenzione, è stato registrato il tempo di permanenza sulla ringhiera dalla ringhiera ad alto rischio del topo all'ingresso nella scatola del compartimento buio.

2.5. Prova in campo aperto (OFT)

I modelli comportamentali emotivi degli animali da esperimento sono stati osservati nell'OFT. Questo test è stato condotto il giorno prima del test MWM e sono stati prodotti i seguenti dispositivi per l'OFT. L'OFT ha utilizzato una scatola di legno nera di 60×60×30 cm. Una lampadina a incandescenza (60 W) è stata installata a circa 2,5 m sopra il centro del campo e il centro era più luminoso dell'ambiente circostante, allertando così i topi. Tutti i test sono stati eseguiti entro 3 ore durante la notte cwcle, che è il ciclo di attività dei ratti, e il tempo di esposizione è stato di 5 min. Le variabili misurate durante i 5 minuti di esposizione sono le seguenti. È stata misurata la distanza che ha attraversato il campo per 5 minuti.

2.6. Condizionamento contestuale della paura (CFC)

Il CFC è stato eseguito utilizzando un gruppo separato di ratti che non sono stati sottoposti al test MWM (n {0}} per ciascun gruppo). Il test CFC è stato condotto come metodo per valutare la risposta alla paura nei ratti. I ratti sono stati acclimatati in una camera condizionata (CS, allarme acustico) per 5 minuti, quindi riesposti nella stessa camera e sottoposti a una singola scossa elettrica (gli Stati Uniti, 0,5 mA). Dopo 24 h, i ratti sono stati brevemente riesposti (5 min) a CS. I ratti sono stati riesposti all'attivazione del tono (CS) nella stessa camera senza shock elettrico del piede per stimolare la memoria della paura. Quando i topi vengono riesposti nella stessa camera, i topi ricordano, recuperano e consolidano i ricordi di paura, provocando una risposta congelante.

2.7. Analisi immunoenzimatica del mediatore infiammatorio e dei livelli della proteina NF-xB

I ratti sono stati sottoposti a eutanasia immediatamente dopo il test comportamentale e i livelli di citochine infiammatorie sono stati misurati nell'ippocampo utilizzando saggi di immunoassorbimento enzimatico (ELISA). Per prevenire la decomposizione dei marcatori infiammatori instabili, l'ippocampo è stato separato e conservato a -80 grado C fino all'analisi. Il tessuto cerebrale dell'ippocampo è stato omogeneizzato su ghiaccio utilizzando un omogeneizzatore Polytron in 1 × PBS, pH 7,4 contenente un cocktail di inibitore della proteasi. Il lisato è stato raccolto e centrifugato a 10,000 rpm per 10-15 min, e il supernatante è stato raccolto e quantificato per le citochine Le citochine infiammatorie(ⅡL-1 .L-4. I livelli di IL-6.IL-8.IL-12. e TNF-z) e NF-xB nell'ippocampo sono stati quantificati utilizzando kit ELISA disponibili in commercio secondo le istruzioni del produttore (Abcam, Cambridge , MA, USA, e Cell Signaling Technology, Danvers, MA, USA). Tutti i campioni sono stati valutati in triplicato. Un'aliquota di 50ul della soluzione di substrato è stata aggiunta a ciascun pozzetto per 20 minuti per indurre lo sviluppo del colore, quindi le quantità di citochine proinfiammatorie e la proteina NF-xB sono state misurate a 450 nm utilizzando un lettore ELISA.

2.8. Isolamento totale dell'RNA e analisi RT-PCR

Il test di reazione a catena della trascrizione-polimerasi inversa (RT-PCR) è stato eseguito per confermare i cambiamenti nel BDNF e nell'mRNA della chinasi B (TrkB) correlata alla tropomiosina. Trizol (Sigma-Aldrich) è stato utilizzato per isolare l'RNA cerebrale totale. L'RNA totale è stato sintetizzato in cDNA utilizzando la reazione della trascrittasi inversa (Takara Bio, Otsu, Giappone). Per analizzare i livelli di espressione di BDNF e TrkB nel cDNA. Gli esperimenti di PCR sono stati eseguiti utilizzando ciascun primer. Il primer gliceraldeide {4}}fosfato deidrogenasi (GAPDH) è stato utilizzato allo stesso modo di uno standard interno.

2.9. Macchia occidentale

La proteina totale è stata estratta dal cervello per esaminare la proteina p-PSD95 presente nell'ippocampo, l'ippocampo è stato omogeneizzato in un tampone di lisi contenente un inibitore della fosfatasi e un inibitore della proteasi (CyQUANT; Invitrogen, Carlsbad, CA, USA). La concentrazione proteica è stata misurata utilizzando un kit di analisi proteica colorimetrica Bio-Rad (Bio-Rad Laboratories, Inc, Hercules, CA, USA). Dopo aver reagito con l'anticorpo di topo p-PSD95 (1:500, Cell Signaling Technology) è stato aggiunto un anticorpo secondario coniugato con perossidasi (IgG anti-topo di capra coniugato con HRP; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA). Un kit chemiluminescente (Super Signal West Pico; Pierce, Rockford, IL, USA) è stato utilizzato per confermare la proteina trattata sulla membrana. Il contenuto proteico è stato analizzato utilizzando un sistema di rilevamento della chemiluminescenza avanzato (Biotecnologia di Santa Cruz) e un metodo di misurazione della densità.

2.10. analisi statistica

I dati sono espressi come media e ± errore standard. L'analisi dei dati è stata eseguita con il software SPSS 13.0(SPSS Inc, Chicago, USA). Il test t di Student è stato applicato per valutare la variazione del peso corporeo e sono stati effettuati confronti individuali utilizzando l'analisi della varianza unidirezionale (ANOVA) e il test post-hoc di Tukey per valutare i cambiamenti nelle misurazioni comportamentali e nel profilo delle citochine. Un valore p<0.05 was="" considered="">

3. Risultati

3.1. La riduzione del peso corporeo in singoli ratti indotti da stress prolungato

Abbiamo misurato il peso corporeo di tutti i ratti per 14 giorni e i ratti normali hanno guadagnato peso corporeo nel tempo (Fig.2). Tuttavia, il peso corporeo è diminuito nel tempo nel gruppo di stress traumatico indotto da SPS (gruppo SPS; p<><0.01, and=""><0.001). however,="" in="" the="" krg-administered="" group,="" there="" was="" no="" significant="" difference="" between="" body="" weight="" compared="" to="" the="" sps="" group="" for="" 14="" days.="" however,="" the="" differences="" in="" the="" body="" weights="" were="" not="" related="" to="" sps-induced="" memory="" impairment.="" nevertheless,="" as="" body="" weight="" is="" an="" important="" indicator="" of="" physiological="" health,="" and="" bodyweight="" deceased="" in="" the="" sps-induced="" rats,="" the="" rats="" were="" judged="" to="" have="" received="" sufficient="" traumatic="">

3.2. Il ginseng rosso coreano migliora i disturbi della memoria cognitiva e spaziale nei singoli ratti indotti da stress prolungato

La Fig,.3 mostra i risultati del MWM condotto per determinare in che modo il KRG ha influenzato la funzione cognitiva e le capacità di apprendimento e memoria nel modello animale SPS. La differenza tra i gruppi era significativa il giorno 5 dell'allenamento [F(5,33)= 4.124, p<0.01(fig. 3a).="" the="" ability="" of="" the="" normal="" rats="" to="" find="" the="" hidden="" platform="" improved="" daily="" during="" the="" 5-day="" training="" phase="" (acquisition="" phase).="" however,="" the="" sps="" group="" spent="" more="" time="" looking="" for="" the="" hidden="" platform="" during="" the="" training="" phase="" than="" the="" saline-treated="" normal="" (sal)group="">< 0.05="" on="" day="" 5).="" as="" a="" result="" of="" analyzing="" the="" main="" effect="" of="" this="" difference="" by="" tukey's="" post="" hottest,="" the="" escape="" latency="" of="" the="" 100="" mg/kg="" krg-administered="" dose="" group="" was="" significantly="" shorter="" than="" that="" of="" the="" sps="" group=""><0.05 on="" day="" 5).="" the="" mwm="" results="" showed="" that="" the="" sps="" group="" delayed="" learning="" early="" in="" the="" training="" phase,="" particularly="" from="" the="" first="" day="" of="" the="" learning="" session,="" and="" that="" the="" learning="" delay="" caused="" by="" this="" sps="" procedure="" was="" suppressed="" by="" krg.="" the="" average="" swimming="" speed="" was="" not="" different="" between="" the="" groups(fig.="">

Il test di ritenzione ha indicato cambiamenti significativi nelle prestazioni di tutti i ratti. In particolare, i ratti normali erano altamente efficienti in tutti gli aspetti del test di memoria spaziale. Tuttavia, i ratti esposti a SPS hanno mostrato una memoria spaziale compromessa (Fig. 3C-F). Tuttavia, il gruppo che ha somministrato 100 mg/kg di KRG ha trascorso una quantità di tempo significativamente maggiore nell'area target rispetto al gruppo SPS (p.<0.05). in="" addition,="" the="" number="" of="" entries="" into="" the="" target="" area="" increased="" significantly="" (p="" <="" 0.05).="" impairments="" in="" learning="" and="" memory="" were="" observed="" in="" the="" sps="" group="" during="" the="" mwm="" experiment,="" and="" these="" learning="" and="" memory="" impairments="" were="" pre-vented="" by="" administrating="" krg="" for="" 2="">

Per confermare se KRG recupera la compromissione della memoria, KRG è stato somministrato a ratti con deficit di memoria indotti da SPS e la loro funzione di memoria è stata studiata dal PAT (Fig. 4A e B). Di conseguenza, le prestazioni della memoria non erano diverse tra i gruppi. In altre parole, nessuno dei ratti presentava problemi cognitivi durante le prove di acquisizione senza stimolazione elettrica. Tuttavia, dopo 24 h, il test di ritenzione ha mostrato che il gruppo SAL aveva un migliore apprendimento dell'evitamento passivo rispetto al gruppo SPS(p<0.05). the="" rats="" in="" the="" sps+="" krg100="" group="" showed="" an="" increased="" latency="" to="" enter="" the="" dark="" compartment="" for="" retention="" compared="" to="" the="" sps="" group,="" although="" this="" result="" was="" only="" marginally="" significant="" (p="" ¼="" 0.061).="" as="" the="" effect="" of="" the="" sps="" procedure="" or="" drug="" administration="" may="" be="" delayed="" by="" changing="" the="" locomotor="" activity="" of="" the="" animal,="" we="" examined="" the="" locomotor="" activity="" of="" animals="" in="" an="" environment="" similar="" to="" the="" breeding="" conditions="" as="" several="" behavior="" types.="" as="" a="" result="" of="" behavioral="" analysis,="" all="" other="" observed="" behaviors="" were="" not="" affected="" by="" traumatic="" stress="" or="" krg="" administration="" (fig.="">

3.3. Il ginseng rosso coreano migliora la memoria della paura alterata nei singoli ratti indotti da stress prolungato

Il comportamento di congelamento attraverso l'allenamento di condizionamento aumenta nei ratti con PTSD a causa di SPS. Il comportamento di congelamento dei ratti è stato misurato riesponendoli al contesto quando il CFC è stato indotto per valutare l'effetto del KRG. Il comportamento di congelamento è stato misurato mediante esposizione per 5 minuti durante CFC (Fig. 4D ed E). Il test post-hoc ha mostrato che il tempo di congelamento era significativamente più lungo nel gruppo SPS rispetto al gruppo SAL (p < 0.01="" rispettivamente="" nei="" giorni="" 7="" e="" 14).="" tuttavia,="" la="" somministrazione="" di="" 100="" mg/kg="" di="" krg="" il="" giorno="" 14="" ha="" ridotto="" significativamente="" il="" tempo="" di="" congelamento="" rispetto="" al="" gruppo="" sps="" (p=""><>

3.4. Il ginseng rosso coreano riduce le citochine pro-infiammatorie e aumenta le citochine antinfiammatorie nell'ippocampo di ratti trattati con singolo stress prolungato

La Fig. 5~ AF mostra i risultati della somministrazione di KRG sull'espressione di citochine infiammatorie nel tessuto ippocampale mediante ELISA. Le citochine pro-infiammatorie (IL-1b, IL-6 e IL-8) sono aumentate nel gruppo SPS (p < 0.05="" e="" p="">< 0.001),="" mentre="" le="" citochine="" antinfiammatorie="" (il-12)="" sono="" diminuite="" (p="">< 0,01).="" tuttavia,="" la="" somministrazione="" di="" krg="" (100="" mg/kg)="" ha="" attenuato="" significativamente="" l'aumento="" dei="" livelli="" dei="" marcatori="" pro-infiammatori="" il-6="" e="" il{16}}="" nell'ippocampo="" indotto="" da="" sps="" (p=""><0,05, rispettivamente).="" inoltre,="" la="" somministrazione="" di="" krg="" (100="" mg/kg)="" ha="" attenuato="" significativamente="" la="" diminuzione="" del="" marker="" antinfiammatorio="" il-12="" nell'ippocampo="" da="" parte="" di="" sps="" (p=""><>

3.5. Il ginseng rosso coreano riduce l'attivazione di NF-kB nell'ippocampo di ratti trattati con singolo stress prolungato

La Fig. 5G mostra i risultati della somministrazione di KRG a livello di NF-kB nel tessuto dell'ippocampo mediante ELISA. È stato osservato un aumento significativo del livello di NF-kB nell'ippocampo del gruppo SPS rispetto al gruppo SAL (p < 0.01).="" tuttavia,="" krg="" (100="" mg/kg)="" ha="" attenuato="" significativamente="" l'aumento="" dei="" livelli="" di="" nf-kb="" nell'ippocampo="" indotto="" da="" sps="" (p=""><>

3.6. Il ginseng rosso coreano aumenta l'espressione degli mRNA del BDNF nell'ippocampo di ratti trattati con singolo stress prolungato

I livelli di mRNA di BDNF e TrkB sono stati studiati dopo la somministrazione di SPS e KRG utilizzando l'analisi PCR (Fig. 6A). L'mRNA di BDNF è diminuito significativamente nel gruppo SPS rispetto al gruppo SAL (p <{1}}.05). tuttavia,="" nel="" gruppo="" sottoposto="" al="" pretrattamento="" ripetuto="" con="" krg,="" l'mrna="" del="" bdnf="" è="" aumentato="" significativamente="" rispetto="" al="" gruppo="" sps="" (252,51="" percento,=""><0.05). also,="" trkb="" mrna="" level="" in="" the="" sps="" group="" decreased="" compared="" to="" the="" sal="" group,="" although="" this="" result="" was="" only="" marginally="" significant(p="0.062)." unfortunately,="" there="" was="" no="" difference="" in="" trkb="" mrna="" in="" all="">

3.7.Il ginseng rosso coreano promuove la sintesi della proteina sinaptica PSD-95 nell'ippocampo di ratti trattati con singolo stress prolungato

Abbiamo misurato il marcatore della vescicola post-sinaptica PSD-95, che è coinvolto nel miglioramento della memoria spaziale e cognitiva migliorando la plasticità sinaptica. Di conseguenza, il livello della proteina PSD-95 è diminuito nel gruppo SPS rispetto al gruppo SAL, sebbene questo risultato fosse solo marginalmente significativo (p= 0.482). Inoltre, il trattamento con KRG ha aumentato il livello della proteina PSD-95 rispetto al gruppo SPS, sebbene questo risultato fosse solo marginalmente significativo (p =0.094).

4. Discussione

Il nostro studio ha dimostrato che l'SPS influisce sulla funzione cognitiva, inclusi l'apprendimento e la memoria, e che l'SPS aumenta le citochine infiammatorie mediate da NF-xB e diminuisce la regolazione del BDNF e della proteina della plasticità sinaptica, PSD-95 nell'ippocampo. Tuttavia, la somministrazione di KRG ha ridotto la memoria della paura condizionale, ha migliorato l'apprendimento e i disturbi della memoria, ha inibito la produzione di citochine pro-infiammatorie e ha aumentato la produzione di citochine antinfiammatorie nei ratti indotti da SPS. Inoltre, il trattamento con KRG ha promosso i livelli di BDNF e ripristinato l'espressione di PSD-95, una proteina sinaptica localizzata nell'ippocampo. Questi risultati indicano che la somministrazione di KRG ha alleviato significativamente la disfunzione cognitiva causata da SPS attraverso la regolazione dei sistemi NF-kB e BDNF, e potrebbe fungere da efficace agente antinfiammatorio e potenziale agente neuroprotettivo.

Abbiamo studiato l'effetto dose-dipendente di KRG per confermare l'efficacia ottimale. Abbiamo scelto una dose di 100 mg/kg. Questa dose si è già dimostrata efficace in molti studi [21]. Diversi studi hanno dimostrato che il KRG migliora la memoria nei pazienti con disturbi neurodegenerativi della memoria, come l'AD [25], l'invecchiamento indotto dal D-galattosio [26] e il modello LPS [27] Inoltre, il KRG riduce l'aumento del siero livelli di corticosterone causati da stress [19]. Pertanto, i nostri risultati confermano che il KRG ha prevenuto i cambiamenti comportamentali a seguito di deterioramento della memoria e disfunzione cognitiva indotti da PTSD, in modo simile a uno studio precedente [19].

In questo studio, abbiamo condotto i test PAT e MWM, che sono due diversi tipi di test di memoria. Il nostro studio ha mostrato che SPS ha gravemente compromesso la ritenzione della memoria, riducendo significativamente la latenza step-through nella prova di ritenzione del PAT. Tuttavia, l'amministrazione di KRG ha ripristinato in modo significativo la conservazione della memoria e la capacità di recupero della memoria prolungando la latenza graduale. Inoltre, i ratti indotti da SPS hanno mostrato latenze di fuga considerevolmente più lunghe per raggiungere la piattaforma e hanno mostrato scarse prestazioni di apprendimento spaziale [28). SPS ha portato a un deterioramento del consolidamento e del recupero della memoria durante il test di ritenzione [28]. Tuttavia, la somministrazione di KRG ha ridotto la latenza di fuga, che ha comportato brevi distanze di fuga nel test di apprendimento spaziale. Inoltre, la somministrazione di KRG ha migliorato la velocità di apprendimento e la capacità di consolidamento della memoria migliorando i tempi di attraversamento e le distanze target attorno al quadrante target nella prova della sonda spaziale. I nostri risultati suggeriscono che il KRG ha migliorato significativamente le gravi difficoltà di richiamo e recupero della memoria causate dalla procedura SPS. Poiché non è stata osservata alcuna differenza tra i gruppi dell'OFT, che misura la quantità di attività locomotoria, il KRG non ha influenzato le anomalie della funzione motoria o il miglioramento delle prestazioni motorie. L'abbreviazione del tempo impiegato per raggiungere la piattaforma dopo la somministrazione di KRG è il risultato di un miglioramento della compromissione della memoria, non di un miglioramento dell'attività locomotoria dei ratti. Inoltre, l'amministrazione del KRG ha alleviato la memoria della paura causata da SPS.

Le tempeste infiammatorie sono un fattore importante che porta al deterioramento della memoria cognitiva e spaziale [29]. Molti studi hanno dimostrato che una risposta infiammatoria rapida e persistente distrugge la rete della memoria, aumenta la produzione di citochine infiammatorie e modifica l'espressione proteica, portando a malattie neurodegenerative, come l'AD e il morbo di Parkinson [13,30]. Pertanto, la tempesta infiammatoria causata dal modello animale SPS ha compromesso le funzioni cognitive e di memoria e la soppressione della tempesta infiammatoria sopprime la compromissione della funzione di memoria [31]. Nel nostro studio, la secrezione di citochine proinfiammatorie (IL-1b, IL{7}} e IL-8) ​​è aumentata e la secrezione delle citochine antinfiammatorie (IL{{10 }}) è diminuito nell'ippocampo in un modello animale indotto da SPS, con conseguente grave deficit cognitivo. Tuttavia, la somministrazione di KRG ha ridotto la sovrapproduzione di citochine pro-infiammatorie e ha soppresso la diminuzione di citochine antinfiammatorie nell'ippocampo indotta da SPS. Queste reazioni antinfiammatorie migliorano la neuroinfiammazione inibendo l'attivazione della via NF-kB nell'ippocampo. KRG ha protetto dai danni alla memoria e dalla neuroinfiammazione causati da SPS, attivando il percorso NF-kB. Questi risultati suggeriscono che il KRG ha indebolito significativamente i cambiamenti comportamentali dai disturbi cognitivi indotti da SPS inibendo la neuroinfiammazione e attivando le citochine pro e antinfiammatorie e il percorso NF-kB.

BDNF è una proteina di segnalazione ampiamente distribuita nel sistema nervoso centrale [32]. Il BDNF promuove la sopravvivenza, la crescita, la differenziazione e lo sviluppo dei neuroni e svolge un ruolo importante nella struttura neuronale e nella plasticità sinaptica [32]. BDNF attiva la cascata di segnalazione NF-kB per regolare le sostanze infiammatorie, come le citochine infiammatorie, per indurre la sopravvivenza cellulare e per aumentare la plasticità sinaptica attivando la via mTOR attraverso la regolazione dei segnali Akt ed ERK [33]. Pertanto, la segnalazione del BDNF nell'ippocampo gioca un ruolo importante nel meccanismo neuropatologico del PTSD [34]. Il BDNF è un importante mediatore tra deterioramento cognitivo e neuroinfiammazione e la modulazione della segnalazione del BDNF può essere un modo importante per regolare la neuroinfiammazione e la funzione cognitiva nei ratti danneggiati dallo stress [35]. Molti studi hanno dimostrato che la neuroinfiammazione diminuisce il livello di BDNF nell'ippocampo [36]. La neuroinfiammazione causata da SPS cambia la plasticità sinaptica sottoregolando la via BDNF-TrkB [37]. I nostri risultati mostrano che l'SPS ha ridotto l'espressione dell'mRNA del BDNF correlato alla compromissione della memoria e ha sottoregolato l'espressione di PSD-95 nei ratti. Tuttavia, KRG ha inibito la diminuzione dell'espressione dell'mRNA di BDNF e sovraregolato il livello di espressione di PSD-95 nell'ippocampo indotto da SPS.

Pertanto, la somministrazione di KRG ha migliorato le funzioni e le abilità cognitive, come l'acquisizione dell'apprendimento, il consolidamento della memoria e la scomparsa della memoria della paura nel modello animale con deterioramento della memoria indotto da SPS regolando la segnalazione del BDNF, le proteine ​​sinaptiche e l'attivazione di NF-kB. I nostri risultati suggeriscono che il KRG è un utile trattamento alternativo per le disfunzioni cognitive legate allo stress traumatico, come quella che si verifica durante il disturbo da stress post-traumatico. Inoltre, è necessario esplorare ulteriormente gli effetti preventivi del KRG sul miglioramento della memoria e dei suoi meccanismi di base in futuro.

Riferimenti

[1] Ceremuga TE, Shellabarger P, Persson T, Fanning M, Galey P, Robinson D, Bertsch S, Ceremuga GA, Bentley M. Effetti della tetraidropalmatina sui cambiamenti indotti dal disturbo da stress post-traumatico nell'espressione genica del cervello di ratto. J Integr Neurosci 2013;12:513e28.

[2] Kessler RC. Disturbo post-traumatico da stress: il peso per l'individuo e la società. J Clin Psychiatr 2000;61:4e12.

[3] Hopper JW, Frewen PA, van der Kolk BA, Lanius RA. Correlati neurali di rivivere, evitamento e dissociazione nel disturbo da stress post-traumatico: dimensioni dei sintomi e disregolazione emotiva nelle risposte alle immagini del trauma guidate dal copione. J Trauma Stress 2007;20:713e25.

[4] Leskin LP, White PM. Le reti attenzionali rivelano deficit della funzione esecutiva nel disturbo da stress post-traumatico. Neuropsicologia 007;21:275-284.

[5] Han F, Xiao B, Wen L, Shi Y. Effetti della fluoxetina sull'amigdala e sull'ippocampo dopo la somministrazione di un singolo stress prolungato a ratti Wistar maschi: risultati della spettroscopia di risonanza magnetica protonica in vivo. Psichiatr Res 2015;232:154e61.

[6] Takahashi T, Morinobu S, Iwamoto Y, Yamawaki S. Effetto della paroxetina sull'aumento della paura contestuale indotta da un singolo stress prolungato nei ratti. Psicofarmacologia 2006;189:165e73.

[7] Ebenezer PJ, Wilson CB, Wilson LD, Nair AR, Francis J. Gli effetti anti-infiammatori dei mirtilli in un modello animale di disturbo da stress post-traumatico (PTSD). PLoS One 2016;11:e0160923.

[8] Wang SC, Lin CC, Chen CC, Tzeng NS, Liu YP. Effetti dell'ossitocina sulla memoria della paura e sulla neuroinfiammazione in un modello di roditore di disturbo post-traumatico da stress. Int J Mol Sci 2018;19:3848 [Recensione].

[9] Ebenezer PJ, Wilson CB, Wilson LD, Nair AR. Gli effetti antinfiammatori dei mirtilli in un modello animale di disturbo da stress post-traumatico (PTSD). PloS One 2016;11:e0160923.

[10] Wang SC, Lin CC, Chen CC, Tzeng NS, Liu YP. Effetti dell'ossitocina sulla memoria della paura e sulla neuroinfiammazione in un modello di roditore di disturbo da stress post-traumatico. Int J Mol Sci 2018a;19:3848e58.

[11] Lai S, Wu G, Jiang Z. Il trattamento con glicirrizina facilita l'estinzione delle risposte di paura condizionata dopo una singola esposizione prolungata allo stress nei ratti. Cell Physiol Biochem 2018;45:2529e39.

[12] Liu M, Xie J, Sun Y. L'infiammazione mediata da TLR4/MyD88/NF-kappaB contribuisce alla disfunzione cardiaca nei ratti con disturbo da stress post-traumatico. Cell Mol Neurobiol 2020;40: 1029e35.

[13] Cunningham C, Hennessy E. Co-morbilità e infiammazione sistemica come fattori determinanti del declino cognitivo: nuovi modelli sperimentali che adottano un paradigma più ampio nella ricerca sulla demenza. Alzheimer Res Ther 2015;7:33e40.

[14] Li XM, Han F, Liu DJ, Shi YX. Apoptosi mitocondriale-dipendente indotta da stress singolo nell'ippocampo nel modello di ratto di disturbo da stress post-traumatico. J Chem Neuroanat 2010;40:248e55.

[15] Wang W, Wang R, Xu J, Qin X, Jiang H, Khalid A, Liu D, Pan F, Ho CSH, Ho RCM. La minociclina attenua i cambiamenti comportamentali indotti dallo stress attraverso i suoi effetti antinfiammatori in un modello animale di disturbo da stress post-traumatico. Front Psychiatr 2018b;9:558e68.

[16] Oh JY, Kim YK, Kim SN, Lee B, Jang JH, Kwon S, Park HJ. L'agopuntura modula la risposta allo stress da parte della via di segnalazione mTOR in un modello di disturbo da stress post-traumatico di ratto. Sci Rep 2018;8:11864e74.

[17] Li M, Xie Y, Niu K, Li K. L'elettroagopuntura migliora il disturbo da stress post-traumatico nei ratti attraverso un meccanismo che coinvolge la via di segnalazione BDNF-TrkB. Cell Mol Biol 2020;66:165e70.

[18] Dias L, Lopes CR, Gonçalves FQ, Nunes A, Pochmann D, Machado NJ, Tom e AR, Agostinho P, Cunha RA. Diafonia tra ATP-P 2X7 e recettori dell'adenosina A 2A che controllano la neuroinfiammazione nei ratti soggetti a ripetuti stress di contenzione. Neurosci a cellule anteriori 2021;1:639322e63932.

[19] Lee B, Sur B, Lee H, Oh S. Il ginseng rosso coreano previene i comportamenti simili alla depressione nei ratti innescati da disturbi da stress post-traumatico attraverso l'attivazione del sistema serotoninergico. J Ginseng Res 2020;44:644e54.

[20] Kim S, Lee Y, Cho J. L'estratto di ginseng rosso coreano mostra effetti neuroprotettivi attraverso l'inibizione della morte cellulare apoptotica. Biol Farm Bull 2014;37: 938e46.

[21] Lee J, Cho JY, Kim WK. Effetto antinfiammatorio dell'esercizio e del ginseng rosso coreano nei ratti modello di invecchiamento con aterosclerosi indotta dalla dieta. Nutr Res Pract 2014;8:284e91.

[22] Park JK, Shim JY, Cho AR, Cho MR, Lee YJ. Il ginseng rosso coreano protegge dal danno mitocondriale e dall'infiammazione intracellulare in un modello animale di diabete mellito di tipo 2. J Med Food 2018;21:544e50.

[23] Jin SH, Parco JK, Nam KY, Parco SN, Jung NP. Le saponine di ginseng rosso coreano con bassi rapporti di protopanaxadiol e protopanaxatriol saponin migliorano la disabilità di apprendimento indotta dalla scopolamina e la memoria di lavoro spaziale nei topi. J Etnofarmaco 1999;66:123e9.

[24] Serova LI, Laukova M, Alaluf LG, Pucillo L, Sabban EL. Il neuropeptide intranasale Y inverte l'ansia e il comportamento simil-depressivo alterati da un singolo modello di disturbo da stress post-traumatico da stress prolungato. Eur Neuropsicofarmaco 2014;24:142e7.

[25] Lee S, Youn K, Jun M. I principali composti dell'olio di ginseng rosso attenuano l'apoptosi e l'infiammazione neuronale indotta da Abeta(25- 35) modulando la via kappaB MAPK/NF. Food Funct 2018;9:4122e34.

[26] Park S, Kim CS, Min J, Lee SH, Jung YS. Una dieta ricca di grassi aumenta il danno renale ossidativo e la glicazione proteica nei ratti che invecchiano indotti da D-galattosio e la sua prevenzione del ginseng rosso coreano. J Nutr Sci Vitaminol 2014;60:159e66.

[27] Sun K, Wang CS, Guo J, Horie Y, Fang SP, Wang F, Liu YY, Liu LY, Yang JY, Fan JY, Han JY. Effetti protettivi del ginsenoside Rb1, del ginsenoside Rg1 e del notoginsenoside R1 sul mesentere di ratto con disturbo microcircolatorio indotto da lipopolisaccaridi. Scienza della vita 2007;81:509e18.

[28] Lee B, Hong R, Lim P, Cho D, Yeom M, Lee S, Kang KS, Lee SC, Shim I, Lee H, Hahm DH. L'estratto etanolico di Aralia continental migliora i deficit cognitivi attraverso le modifiche dell'espressione del BDNF e gli effetti antinfiammatori in un modello di ratto di disturbo da stress post-traumatico. BMC Compl Alternative Med 2019;19:11e20.

[29] Hajipour S, Farbood Y, Gharib-Naseri MK, Goudarzi G, Rashno M, Maleki H, Bakhtiari N, Ansari A, Khoshnam SE, Dianat M, Sarkaki B, Sarkaki A. L'esposizione al particolato polveroso ambientale altera la memoria spaziale e l'LTP dell'ippocampo aumentando l'infiammazione cerebrale e lo stress ossidativo nei ratti. Scienze della vita 2020;242:117210e20.

[30] Olsson A, Csajbok L, Ost M, H€ Hoglund K, Nylen K, Rosengren L, Nellgård B, Blennow K. Marcato aumento dell'amiloide-beta (1-42) e della proteina precursore dell'amiloide nel liquido cerebrospinale ventricolare dopo una grave lesione cerebrale traumatica. J Neurol 2004;251:870e6.

[31] Gong QH, Pan LL, Liu XH, Wang Q, Huang H, Zhu YZ. La S-propargil-cisteina (ZYZ-802), un aminoacido contenente zolfo, attenua i deficit cognitivi indotti dall'amiloide-beta e la risposta pro-infiammatoria: coinvolgimento della via ERK1/2 e NF-kB nei ratti. Aminoacidi 2011;40:601e10. [32] Yamada K, Mizuno M, Nabeshima T. Ruolo per il fattore neurotrofico derivato dal cervello nell'apprendimento e nella memoria. Life Sci 2002;70:735e44.

[33] Multi A, Ma S, Zhang H, Ren B, Zhao B, Wang L, Liu X, Zhao T, Kamanova S, Sair AT, Liu Z, Liu X. I flavonoidi dell'olivello spinoso alleviano l'alto contenuto di grassi e di fruttosio deterioramento cognitivo indotto dalla dieta inibendo la resistenza all'insulina e la neuroinfiammazione. J Agric Food Chem 2020;68:5835e46.

[34] Ni L, Xu Y, Dong S, Kong Y, Wang H, Lu G, Wang Y, Li Q, Li C, Du Z, Sun H, Sun L. Il ruolo potenziale del canale ionico HCN1 e BDNF- Vie di segnalazione di mTOR e trasmissione sinaptica nell'alleviamento del disturbo da stress post-traumatico. Psichiatria di traduzione 2020;10:101e10.

[35] Barrientos RM, Sprunger DB, Campeau S, Watkins LR, Rudy JW, Maier SF. L'espressione dell'mRNA del BDNF nell'ippocampo di ratto in seguito all'apprendimento contestuale è bloccata dalla somministrazione intraippocampale di IL-1 beta. J Neuroimmunol 2004;155:119e26.

[36] Guan Z, Fang J. L'attivazione immunitaria periferica da parte del lipopolisaccaride diminuisce le neurotrofine nella corteccia e nell'ippocampo nei ratti. Brain Behav Immun 2006;20:64e71.

[37] Ji LL, Peng JB, Fu CH, Cao D, Li D, Tong L, Wang ZY. L'attivazione del recettore Sigma-1 migliora il comportamento ansioso e i disturbi cognitivi in ​​un modello di ratto di disturbo da stress post-traumatico. Comportamento Brain Res 2016;311: 408e15.