Effect of Gandou Decoction on Mitophagy in Toxic Milk （TX） Mouse Model of Wilson Disease Based on Pink1/Parkin Pathway

Jing ZHANG; Yu ZHANG; Lu-lu TANG; Huai-zhen CHEN; Shan JIN; Wen-ming YANG

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20221236

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Effect of Gandou Decoction on Mitophagy in Toxic Milk （TX） Mouse Model of Wilson Disease Based on Pink1/Parkin Pathway

更新时间：2022-05-18

- Effect of Gandou Decoction on Mitophagy in Toxic Milk （TX） Mouse Model of Wilson Disease Based on Pink1/Parkin Pathway
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 28, Issue 12, Pages: 111-118(2022)
- 作者机构：
  
  1.安徽中医药大学第一附属医院，合肥 230031
  2.安徽中医药大学新安医学中心，合肥 230012
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20221236
  CLC： R2-0;R33;R289
- Received：18 November 2021，
  
  Published Online：24 March 2022，
  
  Published：20 June 2022
- 稿件说明：
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张静,张宇,唐露露等.基于Pink1/Parkin通路探讨肝豆汤对Wilson病TX模型小鼠的线粒体自噬的影响[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(12):111-118.

ZHANG Jing,ZHANG Yu,TANG Lu-lu,et al.Effect of Gandou Decoction on Mitophagy in Toxic Milk （TX） Mouse Model of Wilson Disease Based on Pink1/Parkin Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(12):111-118.
张静,张宇,唐露露等.基于Pink1/Parkin通路探讨肝豆汤对Wilson病TX模型小鼠的线粒体自噬的影响[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(12):111-118. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20221236.

ZHANG Jing,ZHANG Yu,TANG Lu-lu,et al.Effect of Gandou Decoction on Mitophagy in Toxic Milk （TX） Mouse Model of Wilson Disease Based on Pink1/Parkin Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(12):111-118. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20221236.

摘要

目的

观察肝豆汤（GDD）对Wilson病毒奶小鼠（TX）模型海马神经元细胞的线粒体自噬影响，并通过研究PTEN诱导激酶1（Pink1）/E3泛素连接酶（Parkin）介导的线粒体自噬通路，探讨肝豆汤对神经元细胞损伤的保护机制。

方法

60只小鼠分为空白组、模型组、肝豆汤低、中、高剂量组（5.5、11、22 g·kg

-1

）和青霉胺组（0.09 g·kg

-1

），予以相应灌胃8周。采用Morris水迷宫、悬挂实验及爬杆实验检测行为学；苏木素-伊红（HE）染色结合透射电镜观测细胞凋亡、超微结构、细胞自噬及线粒体结构。酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测超氧化物歧化酶（SOD）、活性氧（ROS）、丙二醛（MDA）水平，实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）检测神经元细胞Pink1、Parkin、自噬标记蛋白（Beclin-1）、微管相关蛋白1轻链3Ⅱ（LC3Ⅱ）、p62的mRNA表达水平，蛋白免疫印迹法（Western blot）检测Pink1、Parkin、Beclin-1、LC3Ⅱ/Ⅰ、p62蛋白的表达。

结果

与空白组比较，模型组小鼠定位巡航时间延长，穿越平台次数减少，悬挂得分降低，爬杆时间显著延长（

0.01）；与模型组比较，肝豆汤中、高剂量及青霉胺组小鼠定位巡航时间缩短，穿越平台次数增多，悬挂得分上升，爬杆时间缩短（

0.01）。与空白组比较，模型组神经元细胞损伤显著，自噬体增多；与模型组比较，肝豆汤中、高剂量组及青霉胺组神经元细胞损伤改善显著，自噬体减少。与空白组比较，模型组MDA、ROS水平升高，SOD水平下降（

0.01）；与模型组比较，肝豆汤低、中、高剂量组MDA、ROS下降，SOD水平显著上升（

0.01）。与空白组比较，模型组Pink1、Parkin、LC3Ⅱ、Beclin-1的蛋白及mRNA表达水平上升，p62表达水平下降（

0.05）；与模型组比较，肝豆汤中、高剂量组Pink1、Parkin、LC3Ⅱ、Beclin-1蛋白及mRNA表达水平下降，p62明显上升（

0.05，

0.01）。

结论

肝豆汤显著的抑制TX小鼠海马神经元线粒体过度自噬，保护神经元细胞的损伤，其机制考虑可能为通过调控Pink1/Parkin通路而实现。

Abstract

Objective

To investigate the effects of Gandou decoction （GDD） on the mitophagy of hippocampal neurons in toxic milk （TX） mouse model of Wilson disease and explore the protective mechanism of GDD against neuron injury through the PTEN induced kinase 1 （Pink1） /E3 ubiquitin ligase （Parkin） pathway.

Method

Sixty mice were randomly divided into a blank group， a model group， a penicillamine group （0.09 g·kg

-1

）， and low- （5.5 g·kg

-1

）， medium- （11 g·kg

-1

）， and high-dose （22 g·kg

-1

） GDD groups， and treated correspondingly by gavage for 8 weeks. Morris water maze， traction test， and pole test were used for the evaluation of animal behaviors. Hematoxylin-eosin （HE） staining and transmission electron microscopy were used to observe cell apoptosis， ultrastructure， autophagy， and mitochondrial structure. The levels of superoxide dismutase （SOD）， reactive oxygen species （ROS）， and malondialdehyde （MDA） were detected by enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）. Real-time fluorescence-based quantitative polymerase chain reaction （Real-time PCR） was used to detect the mRNA expression of Pink1， Parkin， autophagy-associated protein Beclin-1， microtubule-associated protein 1 light chain 3Ⅱ （LC3Ⅱ）， and p62. Western blot was conducted to detect the protein expression of Pink1， Parkin， Beclin-1， LC3Ⅱ/Ⅰ， and p62.

Result

Compared with the blank group， the model group showed prolonged escape latency， decreased times of platform crossing， lower score in the traction test， and longer pole climbing time （

0.01）. Compared with the model group， the medium- and high-dose GDD groups and the penicillamine group showed shortened escape latencies， increased times of platform crossing， higher scores in the traction test， and shortened pole climbing time （

0.01）. Compared with the blank group， the model group displayed severely damaged neurons and increased autophagosomes. Compared with the model group， the medium- and high-dose GDD groups and the penicillamine group showed improved neuron damage and reduced autophagosomes. The levels of ROS and MDA were higher and SOD was lower in the model group than those in the blank group （

0.01）， while the levels of the above indicators were reversed by GDD intervention as compared with the model group （

0.01）. Compared with the blank group， the model group exhibited up-regulated mRNA and protein expression of Pink1， Parkin， LC3Ⅱ， and Beclin-1 and down-regulated p62 （

0.05）. Compared with the model group， the medium- and high-dose GDD groups showed reduced mRNA and protein expression of Pink1， Parkin， LC3Ⅱ， and Beclin-1 and increased p62 （

0.05，

0.01）.

Conclusion

GDD can significantly inhibit the excessive mitophagy in neurons of TX mice and protect neurons from damage. The mechanism may be related to the regulation of the Pink1/Parkin pathway.

关键词

Keywords

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