Buyang Huanwutang Promoted Proliferation and Differentiation of Neural Stem Cells <italic style="font-style: italic">via</italic> Regulating Autophagy Following Oxygen-glucose Deprivation/Reoxygenation Injury

Bin-yu QIN; Dong PENG; Yi-xue WANG; Shi-jie ZHANG; Qi WANG; Li GUAN

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Buyang Huanwutang Promoted Proliferation and Differentiation of Neural Stem Cells via Regulating Autophagy Following Oxygen-glucose Deprivation/Reoxygenation Injury

Classic Prescriptions | 更新时间：2021-05-17

- Buyang Huanwutang Promoted Proliferation and Differentiation of Neural Stem Cells via Regulating Autophagy Following Oxygen-glucose Deprivation/Reoxygenation Injury
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 27, Issue 11, Pages: 9-18(2021)
- 作者机构：
  
  广州中医药大学基础医学院，广州 510006
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：
  CLC： R2-0;R22;R285.5;R289;R33
- Received：05 January 2021，
  
  Published Online：31 March 2021，
  
  Published：05 June 2021
- 稿件说明：
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秦彬喻,彭冬,王逸雪等.补阳还五汤通过调节自噬促进OGD/R损伤大鼠NSCs增殖、分化能力[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(11):9-18.

QIN Bin-yu,PENG Dong,WANG Yi-xue,et al.Buyang Huanwutang Promoted Proliferation and Differentiation of Neural Stem Cells via Regulating Autophagy Following Oxygen-glucose Deprivation/Reoxygenation Injury[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(11):9-18.
秦彬喻,彭冬,王逸雪等.补阳还五汤通过调节自噬促进OGD/R损伤大鼠NSCs增殖、分化能力[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(11):9-18. DOI：

QIN Bin-yu,PENG Dong,WANG Yi-xue,et al.Buyang Huanwutang Promoted Proliferation and Differentiation of Neural Stem Cells via Regulating Autophagy Following Oxygen-glucose Deprivation/Reoxygenation Injury[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(11):9-18. DOI：

摘要

目的

探讨补阳还五汤（BDT）对神经干细胞（NSCs）糖氧剥夺/复氧（OGD/R）损伤后增殖、分化的影响。

方法

从SD大鼠海马区域分离培养NSCs，将细胞随机分为5组，分别为常氧组，模型组，BDT组，雷帕霉素（Rapa）组和自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤（3-MA）联合BDT组，常氧组和模型组使用20%空白血清，BDT组使用20%含药血清，Rapa剂量1 μmol·L

-1

，3-MA剂量5 mmol·L

-1

。除常氧组外，其余各组进行糖氧剥夺/复氧。光镜观察细胞形态的变化；免疫荧光检测巢蛋白（nestin）表达，鉴定NSCs；细胞增殖与活性检测法（CCK-8）检测NSCs的存活率；5-乙炔基-2-脱氧尿嘧啶苷（EdU）标记法检测NSCs增殖；Ad-mCherry-GFP-LC3B检测自噬活性；蛋白免疫印记法检测BDT对自噬相关蛋白的影响；免疫荧光法检测脑源性神经营养因子（BDNF），

-微管蛋白Ⅲ（

-tubulin Ⅲ）和胶质纤维酸性蛋白（GFAP）。

结果

与常氧组比较，糖氧剥夺/复氧会显著降低大鼠NSCs的细胞活力，与模型组比较，20%BDT含药血清明显改善了大鼠NSCs存活（

0.01）。BDT可以诱导OGD后NSCs自噬小体的产生，与常氧组比较，微管相关蛋白轻链3Ⅱ（LC3Ⅱ），Beclin-1表达升高（

0.05，

0.01），p62变化不明显；与模型组比较，BDT组LC3Ⅱ，Beclin-1明显上调（

0.05，

0.01），p62表达下调（

0.01）；Rapa组起到类似效果（

0.05，

0.01），3-MA组抑制了自噬的活性（

0.01）。Ad-mCherry-GFP-LC3B结果显示，与常氧组比较，模型组荧光强度显著增加（

0.01）；与模型组比较，20%BDT含药血清和Rapa组显著增加自噬荧光强度（

0.01），3-MA抑制了自噬活性（

0.01）。免疫荧光结果显示，与常氧组比较，EdU，

β-

tubulin Ⅲ，GFAP和BDNF阳性细胞数显著减少（

0.01）；与模型组比较，20%BDT含药血清和Rapa起到了类似的保护和促进作用（

0.05，

0.01）；3-MA组可以部分阻断BDT的神经保护和分化能力（

0.05）。

结论

BDT预保护可以通过上调自噬减少糖氧剥夺造成的大鼠NSCs损伤，促进增殖、分化。

Abstract

Objective

To investigate the effect of Buyang Huanwutang （BHT） on proliferation and differentiation in neural stem cells （NSCs） after oxygen-glucose deprivation/reoxygenation （OGD/R） injury.

Method

NSCs isolated from the hippocampus of SD rats were cultured and randomly divided into a normoxia group， a model group， a BHT group， a rapamycin （Rapa） group， and a combination group ［autophagy inhibitor 3-methyladenine （3-MA） combined with BHT］. The 20% blank serum was used in the normoxia group， and 20% BHT-medicated serum in the BHT group. The doses of Rapa and 3-MA were 1 μmol·L

-1

and 5 mmol·L

-1

， respectively. The cells were subjected to OGD/R except those in the normoxia group. The cell morphology was observed under a light microscope. NSCs were confirmed by immunofluorescence detection of nestin expression. The viability and proliferation of NSCs were assessed by cell counting kit-8 （CCK-8） assay and 5-ethynyl-2-deoxyuridine （EdU） labeling， respectively. Furthermore， Ad-mCherry-GFP-LC3B fluorescence assay was performed to investigate autophagy. The effect of BHT on autophagy-related protein expression was detected by western blot assay. Brain derived neurotrophic factor （BDNF），

-tubulin Ⅲ， and glial fibrillary acidic protein （GFAP） were evaluated by immunofluorescence assay.

Result

OGD/R significantly reduced the cell viability of rat NSCs as compared with the normoxia group. Compared with the model group， the BHT group exhibited significantly improved viability of rat NSCs （

0.01）. BHT induced the production of autophagosomes in NSCs after OGD. The BHT group showed increased expression of microtuble-associated protein 1 light chain 3Ⅱ (LC3Ⅱ） and Beclin-1 （

0.05，

0.01） and slightly changed p62 compared with the normoxia group， and significantly up-regulated LC3Ⅱ and Beclin-1 （

0.05，

0.01） and down-regulated expression of p62 （

0.01） compared with the model group. The Rapa group had similar effect as the BHT group （

0.05，

0.01）， while the combination group inhibited the activity of autophagy （

0.01）. As indicated by the results of ad-mCherry-GFP-LC3B， compared with the normoxia group， the model group showed increased fluorescence intensity （

0.01）， and the BHT and Rapa groups could further increased the fluorescence intensity of autophagy （

0.01）， while the combination group inhibited autophagy activity （

0.01）. Immunofluorescence results revealed that compared with the normoxia group， the model group displayed significantly reduced positive cells of EdU，

-tubulin Ⅲ， GFAP， and BDNF （

0.01）， and the BHT and Rapa groups exerted similar protective and promoting effects （

0.05，

0.01）， while the combination group partially blocked the neuroprotection and differentiation ability of BHT （

0.05）.

Conclusion

BHT pretreatment can effectively protect rat NSCs against OGD-induced injury and promoted proliferation and differentiation by up-regulating autophagy.

关键词

Keywords

references

CAMPBELL B C V ， DE SILVA D A ， MACLEOD M R ， et al . Ischaemic stroke ［J］. Nat Rev Dis Primers ， 2019 ， 5 （ 1 ）： 70 .

RODRIGO R ， FERNANDEZ-GAJARDO R ， GUTIERREZ R ， et al . Oxidative stress and pathophysiology of ischemic stroke：novel therapeutic opportunities ［J］. CNS Neurol Disord Drug Targets ， 2013 ， 12 （ 5 ）： 698 - 714 .

BARTHELS D ， DAS H . Current advances in ischemic stroke research and therapies ［J］. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis ， 2020 ， 1866 （ 4 ）： 165260 .

TEMPLE S . Division and differentiation of isolated CNS blast cells in microculture ［J］. Nature ， 1989 ， 340 （ 6223 ）： 471 - 473 .

KUHN H G ， PALMER T D ， FUCHS E . Adult neurogenesis：a compensatory mechanism for neuronal damage ［J］. Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci ， 2001 ， 251 （ 4 ）： 152 - 158 .

KUHN H G ， TODA T ， GAGE F H . Gage adult hippocampal neurogenesis：a coming-of-age story ［J］. J Neurosci ， 2018 ， 38 （ 49 ）： 10401 - 10410 .

URBÁN N ， BLOMFIELD I M ， GUILLEMOT F . Quiescence of adult mammalian neural stem cells：a highly regulated rest ［J］. Neuron ， 2019 ， 104 （ 5 ）： 834 - 848 .

KOH S H ， PARK H H . Park neurogenesis in stroke recovery ［J］. Transl Stroke Res ， 2017 ， 8 （ 1 ）： 3 - 13 .

HOU S W ， WANG Y Q ， XU M ， et al . Functional integration of newly generated neurons into striatum after cerebral ischemia in the adult rat brain ［J］. Stroke ， 2008 ， 39 （ 10 ）： 2837 - 2844 .

KLIONSKY D J ， ABDELMOHSEN K ， ABE A ， et al . Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy （3rd edition）［J］. Autophagy ， 2016 ， 12 （ 1 ）： 1 - 222 .

GARCIA-PRAT L ， SOUSA-VICTOR P ， MUNOZ-CANOVES P . Proteostatic and metabolic control of stemness ［J］. Cell Stem Cell ， 2017 ， 20 （ 5 ）： 593 - 608 .

VAZQUEZ P ， ARROBA A I ， CECCONI F ， et al . Atg5 and Ambra1 differentially modulate neurogenesis in neural stem cells ［J］. Autophagy ， 2012 ， 8 （ 2 ）： 187 - 199 .

LV X ， JIANG H ， LI B ， et al . The crucial role of Atg5 in cortical neurogenesis during early brain development ［J］. Sci Rep ， 2014 ， doi： 10.1038/srep06010 http://dx.doi.org/10.1038/srep06010 .

HE L ， SUN Z ， LI J ， et al . Electrical stimulation at nanoscale topography boosts neural stem cell neurogenesis through the enhancement of autophagy signaling ［J］. Biomaterials ， 2021 ， doi： 10.1016/j.biomaterials.2020.120585 http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120585 .

SHI W ， LIU W ， MA J ， et al . The role of Atg7-mediated autophagy in ionizing radiation-induced neural stem cell damage ［J］. Gene ， 2020 ， doi： 10.1016/j.gene.2020.144485 http://dx.doi.org/10.1016/j.gene.2020.144485 .

明康文，洪佳明 . 补阳还五汤对急性脑梗死患者侧支循环的影响［J］. 广州中医药大学学报， 2016 ， 33 （ 1 ）： 1 - 4 .

隋文乐，李爱萍 . 补阳还五汤改善缺血性中风恢复期神经功能缺损临床研究［J］. 新中医， 2014 ， 46 （ 7 ）： 40 - 42 .

周赛男，蔺晓源，易健，等 . 补阳还五汤对脑缺血大鼠神经功能及细胞形态的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2013 ， 1 （ 2 ）： 251 - 254 .

曲铁兵，俞天虹，刘志婷，等 . 补阳还五汤及其拆方对大鼠脑缺血后神经发生的影响［J］. 中国中西医结合杂志， 2014 ， 34 （ 3 ）： 342 - 347 .

赵欣，姬孟艳，董强 . 补阳还五汤对缺血性脑卒中大鼠神经元自噬的保护作用及机制分析［J］. 临床和实验医学杂志， 2020 ， 19 （ 9 ）： 910 - 914 .

刘芳，朱炎贞，赵冯岩 . 补阳还五汤类方提取物对PC12细胞氧化应激损伤模型凋亡与自噬的调控［J］. 中草药， 2020 ， 51 （ 20 ）： 5228 - 5236 .

PACEY L K K ， STEAD S ， GLEAVE J A ， et al . Neural stem cell culture：neurosphere generation， microscopical analysis and cryopreservation ［J］. Protocol Exchange ， 2006 ， doi： 10.1038/nprot.2006.215 http://dx.doi.org/10.1038/nprot.2006.215 .

HUANG Q ， ZHANG R ， ZOU L ， et al . Cell death pathways in astrocytes with a modified model of oxygen-glucose deprivation ［J］. PLoS One ， 2013 ， 8 （ 4 ）： e61345 .

DIRNAGL U ， BECKER K ， MEISEL A . Preconditioning and tolerance against cerebral ischaemia：from experimental strategies to clinical use ［J］. Lancet Neurol ， 2009 ， 8 （ 4 ）： 398 - 412 .

FIDALEO M ， CAVALLUCCI V ， PANI G . Nutrients， neurogenesis and brain ageing：from disease mechanisms to therapeutic opportunities ［J］. Biochem Pharmacol ， 2017 ， 141 ： 63 - 76 .

袁磊，杨进平，闻瑛，等 . 补阳还五汤治疗缺血性中风恢复期（气虚血瘀）的临床疗效及对Hcy影响的临床研究［J］. 中华中医药学刊， 2016 ， 34 （ 1 ）： 195 - 197 .

关莉，刘微，闫福曼，等 . 补阳还五汤对全脑缺血再灌大鼠皮层神经元NR1的影响［J］. 辽宁中医药大学学报， 2014 ， 16 （ 2 ）： 22 - 25 .

佘颜，王宇红，邵乐，等 . 补阳还五汤精简方对大鼠脑缺血后血管新生及Nrf2/HO-1信号途径的影响［J］. 中国药理学通报， 2016 ， 32 （ 1 ）： 123 - 128 .

马博，薛冰洁，陈进成，等 . 基于定量蛋白质组技术探索补阳还五汤治疗脑梗死气虚血瘀证的作用机制［J］. 中国中药杂志， 2018 ， 43 （ 11 ）： 2199 - 2206 .

余爱明，闫向丽，郑昊圳，等 . 补阳还五汤对大鼠缺血性脑中风损伤后轴突再生的影响［J］. 中国实验方剂学， 2020 ， 26 （ 21 ）： 15 - 20 .

ZHANG M ， CHAI Y ， LIU T ， et al . Synergistic effects of Buyang Huanwutang and embryonic neural stem cell transplantation on the recovery of neurological function in a rat model of spinal cord injury ［J］. Exp Ther Med ， 2015 ， 9 （ 4 ）： 1141 - 1148 .

FUJITA N ， ITOH T ， OMORI H ， et al . The Atg16L complex specifies the Site of LC3 lipidation for membrane biogenesis in autophagy ［J］. Mol Biol Cell ， 2008 ， 19 （ 5 ）： 2092 - 2100 .

JIANG P ， MIZUSHIMA N . LC3- and p62-based biochemical methods for the analysis of autophagy progression in mammalian cells ［J］. Methods ， 2015 ， 75 ： 13 - 18 .

LI H ， ZHANG Y ， LIU S ， et al . Melatonin enhances proliferation and modulates differentiation of neural stem cells via autophagy in hyperglycemia ［J］. Stem Cells ， 2019 ， 37 （ 4 ）： 504 - 515 .

HAN X ， TAI H ， WANG X ， et al . AMPK activation protects cells from oxidative stress-induced senescence via autophagic flux restoration and intracellular NAD（+） elevation ［J］. Aging Cell ， 2016 ， 15 （ 3 ）： 416 - 427 .

WANG C ， LIANG C C ， BIAN Z C ， et al . FIP200 is required for maintenance and differentiation of postnatal neural stem cells ［J］. Nat Neurosci ， 2013 ， 16 （ 5 ）： 532 - 542 .

HA S ， JEONG S H ， YI K ， et al . Autophagy mediates astrogenesis in adult hippocampal neural stem cells ［J］. Exp Neurobiol ， 2019 ， 28 （ 2 ）： 229 - 246 .

RYU J R ， HONG C J ， KIM J Y ， et al . Control of adult neurogenesis by programmed cell death in the mammalian brain ［J］. Mol Brain ， 2016 ， doi： 10.1186/s13041-016-0224-4 http://dx.doi.org/10.1186/s13041-016-0224-4 .

CASARES-CRESPO L ， CALATAYUD-BASELGA I ， GARCIA-CORZO L ， et al . On the role of basal autophagy in adult neural stem cells and neurogenesis ［J］. Front Cell Neurosci ， 2018 ， doi： 10.3389/fncel.2018.00339 http://dx.doi.org/10.3389/fncel.2018.00339 .

WEI K ， WANG P ， MIAO C Y . A double-edged sword with therapeutic potential：an updated role of autophagy in ischemic cerebral injury ［J］. CNS Neurosci Ther ， 2012 ， 18 （ 11 ）： 879 - 886 .

XUE Y ， LI D M ， ZHANG Y G ， et al . Angelica polysaccharide moderates hypoxia-evoked apoptosis and autophagy in rat neural stem cells by downregulation of BNIP3 ［J］. Artif Cells Nanomed Biotechnol ， 2019 ， 47 （ 1 ）： 2492 - 2499 .

CHANG Y ， KONG R . Ganoderic acid A alleviates hypoxia-induced apoptosis，autophagy，and inflammation in rat neural stem cells through the PI3K/AKT/mTOR pathways ［J］. Phytother Res ， 2019 ， 33 （ 5 ）： 1448 - 1456 .

WANG M ， LIANG X ， CHENG M ， et al . Homocysteine enhances neural stem cell autophagy in vivo and in vitro model of ischemic stroke ［J］. Cell Death Dis ， 2019 ， 10 （ 8 ）： 561 .

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