Effect of Ginsenoside Rg<sub>1</sub> on Biological Activity of Cryopreserved Schwann Cells and Nerve Regeneration After Allograft in Rat Sciatic Nerve

Yunxiao LIU; Yingru HUANG; Yifeng SHI; Song ZHANG; Kang YANG; Hua XIAN

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20221039

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Effect of Ginsenoside Rg₁ on Biological Activity of Cryopreserved Schwann Cells and Nerve Regeneration After Allograft in Rat Sciatic Nerve

更新时间：2022-06-09

- Effect of Ginsenoside Rg₁ on Biological Activity of Cryopreserved Schwann Cells and Nerve Regeneration After Allograft in Rat Sciatic Nerve
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 28, Issue 13, Pages: 52-61(2022)
- 作者机构：
  
  1.重庆医科大学中医药学院，重庆 400016
  2.中医药防治代谢性疾病重庆市重点实验室，重庆 400016
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20221039
  CLC： R2-0;R33;R289
- Received：20 November 2021，
  
  Published Online：29 March 2022，
  
  Published：05 July 2022
- 稿件说明：
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刘云霄,黄英如,石一峰等.人参皂苷Rg₁对大鼠坐骨神经冷冻保存后SCs活性及异体移植后神经再生的影响[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(13):52-61.

LIU Yunxiao,HUANG Yingru,SHI Yifeng,et al.Effect of Ginsenoside Rg₁ on Biological Activity of Cryopreserved Schwann Cells and Nerve Regeneration After Allograft in Rat Sciatic Nerve[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(13):52-61.
刘云霄,黄英如,石一峰等.人参皂苷Rg₁对大鼠坐骨神经冷冻保存后SCs活性及异体移植后神经再生的影响[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(13):52-61. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20221039.

LIU Yunxiao,HUANG Yingru,SHI Yifeng,et al.Effect of Ginsenoside Rg₁ on Biological Activity of Cryopreserved Schwann Cells and Nerve Regeneration After Allograft in Rat Sciatic Nerve[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(13):52-61. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20221039.

摘要

目的

观察人参皂苷Rg

（G-Rg

）对冷冻保存大鼠坐骨神经施万细胞（SCs）生物学活性影响，探讨G-Rg

减轻冷冻保存大鼠坐骨神经SCs损伤的可行性。

方法

取SD大鼠双侧坐骨神经，随机分为7组：新鲜组、空白组、G-Rg

组（1×10

-7

、1×10

-6

、1×10

-5

、1×10

-4

、1×10

-3

mol·L

-1

G-Rg

），除新鲜组神经外，将其余各组神经依次置于含0、1×10

-7

、1×10

-6

、1×10

-5

、1×10

-4

、1×10

-3

mol·L

-1

G-Rg

的冷冻保存液中液氮保存4周。原位末端标记法（TUNEL）/S100检测各组神经SCs凋亡，蛋白免疫印迹法（Western blot）检测胱天蛋白酶（Caspase）-9、Caspase-3和主要组织相容性复合体（MHC）-Ⅰ、MHC-Ⅱ表达。将新鲜组和液氮保存4周的6组神经，置于37 ℃、5% CO

培养箱中培养7 d，Western blot检测胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）、神经生长因子（NGF）表达。用液氮保存4周的空白组和1×10

-6

、1×10

-5

、1×10

-4

mol·L

-1

G-Rg

组坐骨神经，同种异体移植修复Wistar大鼠坐骨神经10 mm缺损（空白移植组，1×10

-6

、1×10

-5

、1×10

-4

mol·L

-1

G-Rg

移植组），同时设新鲜坐骨神经同种异体移植、同系移植对照组。移植术后16周，电生理检测肌肉复合动作电位（CMAP）和神经传导速度（NCV），神经丝（NF）-200免疫荧光单染、透射电镜和甲苯胺蓝染色分析再生神经组织学。

结果

与新鲜组比较，空白组和G-Rg

各浓度组Caspase-9、Caspase-3表达、SCs凋亡明显升高（

0.05，

0.01），GDNF、NGF表达及MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱ表达显著降低（

0.01）。与空白组比较，1×10

-7

、1×10

-6

、1×10

-5

、1×10

-4

mol·L

-1

G-Rg

组Caspase-9、Caspase-3表达显著降低（

0.01）；1×10

-7

、1×10

-6

、1×10

-5

、1×10

-4

mol·L

-1

G-Rg

组SCs凋亡降低（

0.05，

0.01），1×10

-3

mol·L

-1

组升高（

0.05）；1×10

-7

、1×10

-6

、1×10

-5

、1×10

-4

mol·L

-1

G-Rg

组GDNF、NGF表达升高（

0.05，

0.01），1×10

-3

mol·L

-1

组降低（

0.01）；G-Rg

各浓度组MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱ表达差异无统计学意义。与1×10

-7

、1×10

-3

mol·L

-1

G-Rg

组比较，1×10

-6

、1×10

-5

、1×10

-4

mol·L

-1

组Caspase-3表达、SCs凋亡降低（

0.05，

0.01），GDNF、NGF表达升高（

0.05，

0.01），MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱ表达差异无统计学意义。移植术后16周，与同系移植组比较，空白移植组和G-Rg

移植组各组CMAP、NCV、髓鞘厚度、有髓神经纤维数显著降低（

0.01），1×10

-6

、1×10

-4

mol·L

-1

G-Rg

移植组NF200降低（

0.01）；与同异移植组比较，空白移植组和G-Rg

移植各组CMAP、NCV、NF200、髓鞘厚度、有髓神经纤维数升高（

0.05，

0.01）；与空白移植组比较，G-Rg

移植各组CMAP、NF200、髓鞘厚度、有髓神经纤维数升高（

0.05，

0.01）；G-Rg

移植各组间，1×10

-5

mol·L

-1

移植组各项指标优于1×10

-4

、1×10

-6

mol·L

-1

移植组（

0.05）。

结论

一定浓度的G-Rg

能维持冷冻保存的大鼠坐骨神经SCs生物活性，减轻神经冷冻保存损伤，异体移植后能促进受者神经再生。

Abstract

Objective

To observe the effect of ginsenoside Rg

（G-Rg

） on the biological activity of cryopreserved Schwann cells （SCs） of the rat sciatic nerve and explore the feasibility of G-Rg

in reducing the cryopreservation-induced injury in SCs.

Method

Bilateral sciatic nerves of SD rats were randomly divided into a fresh group， a blank group， and five G-Rg

groups of different doses （1×10

-7

， 1×10

-6

， 1×10

-5

， 1×10

-4

， and 1×10

-3

mol·L

-1

）. The nerves in the blank group and the G-Rg

groups were preserved in liquid nitrogen solutions containing 0， 1×10

-7

， 1×10

-6

， 1×10

-5

， 1×10

-4

， and 1×10

-3

mol·L

-1

G-Rg

for four weeks. The apoptosis of SCs was detected by TdT-mediated dUTP-biotin nick end labeling （TUNEL）/S100 immunofluorescence staining. The expression of cysteinyl aspartate-specific protease （Caspase）-9， Caspase-3， major histocompatibility complex （MHC）-Ⅰ， and MHC-Ⅱ was detected by Western blot. Subsequently， all nerves were cultured in the incubator at 37 ℃ with 5% CO

for 7 days. The expression of glial cell line-derived neurotrophic factor （GDNF） and nerve growth factor （NGF） was detected by Western blot. In addition， the above cryopreserved nerves in the blank group and the 1×10

-6

， 1×10

-5

， and 1×10

-4

mol·L

-1

G-Rg

groups were transplanted to the Wistar rats by allografting （blank transplantation group and the 1×10

-6

， 1×10

-5

， and 1×10

-4

mol·L

-1

G-Rg

transplantation groups）， and fresh sciatic nerve allograft and isograft control group were set up. Sixteen weeks after transplantation， compound muscle action potential （CMAP） and nerve conduction velocity （NCV） were measured by electrophysiology. Nerve filament （NF）200 immunofluorescence staining， transmission electron microscopy， and toluidine blue staining were used to analyze the histology of the regenerated nerves.

Result

Compared with the fresh group， the blank group and the G-Rg

groups showed increased expression of Caspase-9， Caspase-3， and the apoptosis of SCs （

0.05，

0.01） and decreased expression of GDNF， NGF， MHC-Ⅰ， and MHC-Ⅱ （

0.01）. Compared with the results in the blank group， the expression of Caspase-9 and Caspase-3 decreased in the 1×10

-7

， 1×10

-6

， 1×10

-5

，1×10

-4

mol·L

-1

G-Rg

groups （

0.01）， and the apoptosis of SCs was reduced in the 1×10

-7

-1×10

-4

mol·L

-1

G-Rg

groups（

0.05，

0.01） and increased in the 1×10

-3

mol·L

-1

group （

0.05）， while the expression of GDNF and NGF increased in the 1×10

-7

， 1×10

-6

， 1×10

-5

，1×10

-4

mol·L

-1

G-Rg

groups and decreased in the 1×10

-3

mol·L

-1

group （

0.05）. There was no statistical significance in the expression of MHC-Ⅰ and MHC-Ⅱ between the blank group and the G-Rg

groups. Compared with the 1×10

-7

mol·L

-1

and 1×10

-3

mol·L

-1

G-Rg

groups， the 1×10

-6

1×10

-5

， 1×10

-4

mol·L

-1

G-Rg

groups showed decreased expression of Caspase-3 and the apoptosis of SCs （

0.05，

0.01） and increased expression of GDNF and NGF （

0.05，

0.01）. There was no statistical significance in MHC-Ⅰ and MHC-Ⅱ expression among G-Rg

groups. Sixteen weeks after transplantation， compared with the isograft group， the blank transplantation group and the G-Rg

transplantation groups showed decreased CMAP， NCV， myelin sheath thickness， and number of myelinated nerve fibers （

0.01）， and the 1×10

-6

and 1×10

-4

mol·L

-1

G-Rg

transplantation groups showed decreased NF200 （

0.01）. Compared with the allograft group， the blank transplantation group and the G-Rg

transplantation groups showed increased CMAP， NCV， NF200， myelin sheath thickness， and number of myelinated nerve fibers （

0.05，

0.01）. Compared with the blank transplantation group， the G-Rg

transplantation groups showed increased CMAP， NCV， NF200， myelin sheath thickness， and number of myelinated nerve fibers （

0.05，

0.01）. Among all groups of G-Rg

transplantation， each index of the 1×10

-5

mol·L

-1

G-Rg

transplantation group was superior to that of the 1×10

-4

and 1×10

-6

mol·L

-1

G-Rg

transplantation group （

0.05）.

Conclusion

G-Rg

at a certain centration can maintain the biological activity of cryopreserved SCs of rat sciatic nerve， alleviate the cryopreservation-induced injury of rat sciatic nerve， and promote nerve regeneration after allograft.

关键词

Keywords

references

DENG J X ， ZHANG D Y ， LI M ， et al . Autologous transplantation with fewer fibers repairs large peripheral nerve defects ［J］. Neural Regen Res ， 2017 ， 12 （ 12 ）： 2077 - 2083 .

FADIA N B ， BLILEY J M ， DIBERNARDO G A ， et al . Long-gap peripheral nerve repair through sustained release of a neurotrophic factor in nonhuman primates ［J］. Sci Transl Med ， 2020 ， 12 （ 527 ）： 7753 .

VASUDEVAN S ， HUANG J ， BOTTERMAN B ， et al . Detergent-free decellularized nerve grafts for long-gap peripheral nerve reconstruction ［J］. Plast Reconstr Surg Glob Open ， 2014 ， 2 （ 8 ）： e201 .

GONZÁLEZ PORTO S A ， DOMENECH N ， GONZÁLEZ RODRÍGUEZ A ， et al . The addition of albumin improves Schwann cells viability in nerve cryopreservation ［J］. Cell Tissue Bank ， 2018 ， 19 （ 4 ）： 507 - 517 .

LI Z ， ZHANG S ， LI J ， et al . Nerve regeneration in rat peripheral nerve allografts：Evaluation of cold-inducible RNA-binding protein in nerve storage and regeneration ［J］. J Comp Neurol ， 2019 ， 527 （ 17 ）： 2885 - 2895 .

BOYD J G ， GORDON T . Glial cell line-derived neurotrophic factor and brain-derived neurotrophic factor sustain the axonal regeneration of chronically axotomized motoneurons in vivo ［J］. Exp Neurol ， 2003 ， 183 （ 2 ）： 610 - 619 .

DE SANTIS L ， NOTTOLA S A ， COTICCHIO G ， et al . Type of protein supplement in cryopreservation solutions impacts on the degree of ultrastructural damage in frozen-thawed human oocytes ［J］. Cryobiology ， 2020 ， 95 ： 143 - 150 .

张松，黄英如，石一峰，等 . 内源性神经营养因子促进冷冻保存大鼠坐骨神经异体移植后神经再生的作用［J］. 中国康复理论与实践， 2020 ， 26 （ 4 ）： 407 - 422 .

李美娇，郭虹，刘青青，等 . 丹红注射液对脑缺血缺氧损伤的保护作用［J］. 中国实验方剂学杂志， 2013 ， 19 （ 17 ）： 221 - 224 .

王柯威，颜艾 . 刺五加总黄酮对新生缺血缺氧性脑损伤大鼠脑组织保护作用的研究［J］. 中国临床药理学杂志， 2020 ， 36 （ 6 ）： 624 - 627 .

MANCUSO C ， SANTANGELO R . Panax ginseng and Panax quinquefolius：From pharmacology to toxicology ［J］. Food Chem Toxicol ， 2017 ， 107 （ Pt A ）： 362 - 372 .

LI L ， PAN C S ， YAN L ， et al . Ginsenoside Rg 1 ameliorates rat myocardial ischemia-reperfusion injury by modulating energy metabolism pathways ［J］. Front Physiol ， 2018 ， doi： 10.3389/fphys.2018.00078 http://dx.doi.org/10.3389/fphys.2018.00078 .

XIE W ， ZHOU P ， SUN Y ， et al . Protective effects and target network analysis of ginsenoside Rg 1 in cerebral ischemia and reperfusion injury：A comprehensive overview of experimental studies ［J］. Cells ， 2018 ， 7 （ 12 ）： 270 .

SHEN L ， ZHANG J . NMDA receptor and iNOS are involved in the effects of ginsenoside Rg 1 on hippocampal neurogenesis in ischemic gerbils ［J］. Neurol Res ， 2007 ， 29 （ 3 ）： 270 - 273 .

TANG B ， WANG D ， LI M ， et al . An in vivo study of hypoxia-inducible factor-1 α signaling in ginsenoside Rg 1 -mediated brain repair after hypoxia/ischemia brain injury ［J］. Pediatr Res ， 2017 ， 81 （ 1/1 ）： 120 - 126 .

MA J ， LIU J ， WANG Q ， et al . The beneficial effect of ginsenoside Rg 1 on Schwann cells subjected to hydrogen peroxide induced oxidative injury ［J］. Int J Biol Sci ， 2013 ， 9 （ 6 ）： 624 ‐ 636 .

冷雪，臧安缘，李其芳 . 人参皂苷Rg 1 通过PI3K/Akt/eNOS信号通路调控异丙肾上腺素致急性心肌缺血大鼠心肌的抗氧化作用［J］. 中国实验方剂学杂志， 2017 ， 23 （ 11 ）： 145 - 150 .

GAO Y ， CHU S ， ZHANG Z ， et al . Hepataprotective effects of ginsenoside Rg 1 -A review ［J］. J Ethnopharmacol ， 2017 ， 206 ： 178 - 183 .

LI Q ， XIANG Y ， CHEN Y ， et al . Ginsenoside Rg 1 protects cardiomyocytes against hypoxia/reoxygenation injury via activation of Nrf2/HO-1 signaling and inhibition of JNK ［J］. Cell Physiol Biochem ， 2017 ， 44 （ 1 ）： 21 - 37 .

李千会，葛卓望，田丁，等 . 人参皂苷Rg 1 对心肌细胞缺氧/复氧损伤的保护作用及其机制研究［J］. 中国中药杂志， 2021 ， 46 （ 6 ）： 1460 - 1466 .

张明晓，方峰，杨艳，等 . 人参皂苷Rg 1 对幼龄大鼠缺氧缺血性脑损伤和神经元凋亡的保护作用［J］. 西安交通大学学报：医学版， 2021 ， 42 （ 5 ）： 693 - 699 .

NOCERA G ， JACOB C . Mechanisms of Schwann cell plasticity involved in peripheral nerve repair after injury ［J］. Cell Mol Life Sci ， 2020 ， 77 （ 20 ）： 3977 - 3989 .

KIM S ， MAYNARD J C ， STRICKLAND A ， et al . Schwann cell O-GlcNAcylation promotes peripheral nerve remyelination via attenuation of the AP-1 transcription factor JUN ［J］. Proc Natl Acad Sci USA ， 2018 ， 115 （ 31 ）： 8019 - 8024 .

王佳，刘铜华 . 糖痹康对糖尿病大鼠血清神经性因子及坐骨神经神经性因子基因表达的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2010 ， 16 （ 6 ）： 160 - 163 .

YI G ， LIU L ， LV C ， et al . Ginsenoside Rg 1 defenses PC-12 cells against hydrogen peroxide-caused damage via up-regulation of miR-216a-5p ［J］. Life Sci ， 2019 ， 236 ： 116948 .

LIU Q ， KOU J P ， YU B Y . Ginsenoside Rg 1 protects against hydrogen peroxide-induced cell death in PC12 cells via inhibiting NF- κ B activation ［J］. Neurochem Int ， 2011 ， 58 （ 1 ）： 119 - 125 .

WANG Y ， ZHANG S ， LI Z ， et al . The effects of triptolide on the cellular activity of cryopreserved rat sciatic nerves and nerve regeneration after allotransplantation ［J］. Int J Neurosci ， 2020 ， 130 （ 1 ）： 83 - 96 .

TZEKOVA N ， HEINEN A ， KÜRY P . Molecules involved in the crosstalk between immune- and peripheral nerve Schwann cells ［J］. J Clin Immunol ， 2014 ， 34 （ 1 ）： S86 - S104 .

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Effect of Ginsenoside Rg1 on Biological Activity of Cryopreserved Schwann Cells and Nerve Regeneration After Allograft in Rat Sciatic Nerve

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