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Effect of Shouwuwan on Apoptosis of Hippocampal Neurons in Aging Rats Induced by
D -galactose Based on PI3K/Akt Pathway- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 28, Issue 22, Pages: 76-84(2022)
- 作者机构：
1.湖北中医药大学 基础医学院，武汉 430065
2.湖北中医药高等专科学校，湖北 荆州 434020
3.武汉市中医医院，武汉 430017
4.湖北省中医院，武汉 430061
- 作者简介：
- 基金信息：
DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20222137
CLC： R2-0;R33;R289;R745.1Received：01 January 2022，
Published Online：30 August 2022，
Published：20 November 2022
- 稿件说明：
移动端阅览
张超,加秀凤,黄万凌等.基于PI3K/Akt通路探讨首乌丸对D-半乳糖衰老大鼠海马神经元凋亡的影响[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(22):76-84.
ZHANG Chao,JIA Xiufeng,HUANG Wanling,et al.Effect of Shouwuwan on Apoptosis of Hippocampal Neurons in Aging Rats Induced by D-galactose Based on PI3K/Akt Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(22):76-84.
张超,加秀凤,黄万凌等.基于PI3K/Akt通路探讨首乌丸对D-半乳糖衰老大鼠海马神经元凋亡的影响[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(22):76-84. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20222137.
ZHANG Chao,JIA Xiufeng,HUANG Wanling,et al.Effect of Shouwuwan on Apoptosis of Hippocampal Neurons in Aging Rats Induced by D-galactose Based on PI3K/Akt Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(22):76-84. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20222137.
摘要
目的
2
探讨首乌丸通过磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）通路对
D
-半乳糖衰老大鼠海马神经元凋亡的影响。
方法
2
将SPF级SD雄性大50只随机分为正常组、模型组、维生素E组、首乌丸中剂量组及首乌丸高剂量组，除正常组外，其余4组均用
D
-半乳糖（120 mg·kg
-1
）制造衰老模型，同时首乌丸中、高剂量组用首乌丸（1.08、2.16 g·kg
-1
）进行灌胃，维生素E组予以维生素E（0.018 g·kg
-1
）灌胃。造模6周后取全脑、海马组织，尼氏染色观察海马神经元形态学变化，原位末端标记法（TUNEL）检测海马细胞凋亡，蛋白免疫印迹法（Western blot）检测海马组织中磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K），磷酸化（p）-PI3K，蛋白激酶B（Akt），p-Akt、胱天蛋白酶-3（Caspase-3）、叉头框蛋白O3a（FoxO3a）、p-FoxO3a、B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）、Bcl-2相关X蛋白（Bax）的蛋白表达水平，实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）检测海马FoxO3a mRNA表达水平。
结果
2
与正常组比较，模型组大鼠海马神经元凋亡阳性细胞明显增多，凋亡指数显著升高（
P
<
0.01），海马CA1区尼氏染色显示海马神经元丢失、排列稀疏，尼氏体数量减少，存在尼氏体固缩和深染，p-PI3K、p-Akt、Caspase-3蛋白相对表达、p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt均显著升高（
P
<
0.01），FoxO3a、p-FoxO3a蛋白相对表达、p-FoxO3a/FoxO3a显著降低（
P
<
0.01），Bcl-2蛋白表达显著降低（
P
<
0.01），Bax蛋白表达显著升高（
P
<
0.01），FoxO3a mRNA表达显著降低（
P
<
0.01）；与模型组比较，经首乌丸治疗后，凋亡阳性细胞明显减少，细胞凋亡指数显著降低（
P
<
0.01），海马CA1区尼氏染色显示各治疗组神经元丢失好转，尼氏体增多，排列较密集，大鼠PI3K、Akt蛋白表达差异无统计学意义，首乌丸中、高剂量组的p-PI3K、p-Akt、Caspase-3蛋白表达、p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt显著降低，FoxO3a、p-FoxO3a蛋白表达、p-FoxO3a/FoxO3a显著升高（
P
<
0.01），Bcl-2蛋白表达显著升高（
P
<
0.01），Bax蛋白表达显著降低（
P
<
0.01），Foxo3a mRNA表达显著升高（
P
<
0.01）。
结论
2
首乌丸能够改善海马神经元组织结构，抑制PI3K/Akt信号通路，下调Caspase-3蛋白表达，激活FoxO3a，上调Bcl-2，下调Bax，上调Bcl-2/Bax，从而减少神经元细胞凋亡。
Abstract
Objective
2
To investigate the effect of Shouwuwan on apoptosis of hippocampal neurons in
D
-galactose-induced aging rats through phosphatidylinositol 3-kinase （PI3K）/protein kinase B （Akt） pathway.
Method
2
Fifty male SD rats of SPF grade were randomly divided into normal group， model group， vitamin E group， and Shouwuwan medium- and high-dose groups. Except the normal group， the other four groups were given
D
-galactose （120 mg·kg
-1
） to prepare aging model. Additionally， Shouwuwan was used to intervene in the Shouwuwan medium- and high-dose groups （1.08 and 2.16 g·kg
-1
， respectively）， and vitamin E group （0.018 g·kg
-1
） was given vitamin E by gavage. After 6 weeks of modeling， the whole brain and hippocampal tissue were taken and the morphological changes of hippocampal neurons were observed by Nissl staining. The apoptosis of hippocampal cells was detected by in situ end labeling ［TdT-mediated dUTP nick-end labeling （TUNEL）］. The protein expression levels of PI3K， phosphorylated （p）-PI3K， Akt， p-Akt， Caspase-3， forkhead box protein O3a （FoxO3a）， p-FoxO3a， B-cell lymphoma-2 （Bcl-2） and Bcl-2-associated X protein （Bax） were detected by Western blot. Real-time fluorescence quantitative PCR （Real-time PCR） was performed to determine the mRNA expression level of FoxO3a in hippocampus.
Result
2
Compared with the conditions in the normal group， the apoptotic cells of hippocampal neurons in the model group were significantly increased， and the apoptosis index was elevated （
P
<
0.01）. Nissl staining of the hippocampal CA1 region showed that hippocampal neurons were lost and sparse， and the number of Nissl bodies was reduced， with pyknosis and deep staining. The relative protein expression of p-PI3K， p-Akt， Caspase-3 and Bax， p-PI3K/PI3K ratio and p-Akt/Akt ratio were all increased （
P
<
0.01）， while the relative protein expression of FoxO3a， p-FoxO3a and Bcl-2， and p-FoxO3a/FoxO3a ratio were decreased （
P
<
0.01）. The mRNA expression of FoxO3a was lowered （
P
<
0.01）. Compared with the conditions in the model group， after treatment with Shouwuwan， the apoptotic cells were markedly reduced， and the apoptosis index of each treatment group was decreased （
P
<
0.01）. Nissl staining of the hippocampal CA1 region demonstrated that the loss of neurons in each treatment group was improved， and Nissl bodies were increased and densely arranged. There was no statistically significant difference in the relative protein expression of PI3K and Akt in each group. In Shouwuwan medium- and high-dose groups， the relative protein expression of p-PI3K， p-Akt， Caspase-3 and Bax， p-PI3K/PI3K ratio and p-Akt/Akt ratio were decreased， while the relative protein expression of FoxO3a andp-FoxO3a， and Bcl-2， and p-FoxO3a/FoxO3a ratio were increased （
P
<
0.01）. The mRNA expression of FoxO3a was up-regulated （
P
<
0.01）.
Conclusion
2
Shouwuwan could improve the structure of hippocampal neurons， inhibit PI3K/Akt signal pathway， down-regulate Caspase-3 and Bax， activate FoxO3a， and up-regulate Bcl-2 and Bcl-2/Bax ratio， to reduce neuronal apoptosis.
关键词
Keywords
references
陈丹丹 . 不同形式运动干预对自然衰老大鼠认知障碍的影响 ［D］. 武汉 ： 武汉体育学院 ， 2020 .
QIN H R ， ZHANG H ， ZHANG X P ， et al . Resveratrol attenuates radiation enteritis through the SIRT1/FoxO3a and PI3K/Akt signaling pathways ［J］. Biochem Biophys Res Commun ， 2021 ， 554 （ 3 ）： 199 - 205 .
WANG Y ， LIN Y ， WANG L ， et al . TREM2 ameliorates neuroinflammatory response and cognitive impairment via PI3K/Akt/FoxO3a signaling pathway in Alzheimer's disease mice ［J］. Aging （Albany NY） ， 2020 ， 12 （ 20 ）： 20862 - 20879 .
张曼 . 首乌延寿丹对大鼠脑缺血再灌注损伤细胞凋亡的影响 ［D］. 锦州 ： 辽宁医学院 ， 2015 .
黄万凌 ， 徐荣鹏 ， 张超 ， 等 . 首乌丸对衰老大鼠海马组织PP1 γ 及病理形态的影响 ［J］. 湖北中医药大学学报 ， 2021 ， 23 （ 2 ）： 5 - 8 .
汤琪 . 基于突触可塑性探讨首乌丸对衰老大鼠学习记忆功能的作用机制 ［D］. 武汉 ： 湖北中医药大学 ， 2021 .
JIN G ， HE H ， JIANG W ， et al . Salidroside ameliorates cognitive impairment in a D -galactose-induced rat model of Alzheimer's disease ［J］. Behav Brain Res ， 2015 ， 293 （ 10 ）： 27 - 33 .
徐叔云 ， 卞如濂 ， 陈修 . 药理实验方法学 ［M］. 3版 . 北京 ： 人民卫生出版社 ， 2002 ： 202 - 203 .
赵铁健 . 神经生理学 ［M］. 北京 ： 人民卫生出版社 ， 2012 ： 243 .
REIX S ， MECHAWAR N ， SUSIN S A ， et al . Expression of cortical and hippocampal apoptosis-inducing factor （AIF） in aging and Alzheimer's disease ［J］. Neurobiol Aging ， 2007 ， 28 （ 3 ）： 351 - 356 .
LIU X M ， YANG Z M ， LIU X K . Fas/FasL induces myocardial cell apoptosis in myocardial ischemia-reperfusion rat model ［J］. Eur Rev Med Pharmacol Sci ， 2017 ， 21 （ 12 ）： 2913 - 2918 .
YIN X . Signal transduction mediated by Bid，a pro-death Bcl-2 family proteins，connects the death receptor and mitochondria apoptosis pathways ［J］. Cell Res ， 2000 ， 10 （ 3 ）： 161 - 167 .
SHWE T W ， PRATCHAYASAKUL N ， CHATTIPAKORN S C . Role of D -galactose-induced brain aging and its potential used for therapeutic interventions ［J］. Exp Gerontol ， 2018 ， 101 （ 1 ）： 13 - 36 .
GUO B ， GUO Q ， WANG Z ， et al . D -galactose-induced oxidative stress and mitochondrial dysfunction in the cochlear basilar membrane：An in vitro aging model ［J］. Biogerontology ， 2020 ， 21 （ 3 ）： 311 - 323 .
ZENG L ， LIN L ， CHEN L ， et al . l-Theanine ameliorates D -galactose-induced brain damage in rats via inhibiting AGE formation and regulating Sirtuin1 and BDNF signaling pathways ［J］. Oxid Med Cell Longev ， 2021 ， 2021 ： 8850112 .
JUNG W K ， PARK S B ， KIM H R ， et al . Advanced glycation end products increase salivary gland hypofunction in D -galactose-induced aging rats and its prevention by physical exercise ［J］. Curr Issues Mol Biol ， 2021 ， 43 （ 3 ）： 2059 - 2067 .
CUI X P ， ZUO Q ， ZHANG X ， et al . Chronic systemic D -galactose exposure induces memory loss，neurodegeneration，and oxidative damage in mice：Protective effects of R-alpha-lipoic acid ［J］. Neurosci Res ， 2006 ， 84 （ 3 ）： 647 - 654 .
QIAN Y J ， ZHANG X ， ZHOU R ， et al . Lactobacillus plantarum CQPC11 isolated from sichuan pickled cabbages antagonizes D -galactose-induced oxidation and aging in mice ［J］. Molecules ， 2018 ， 23 （ 11 ）： 3026 .
ZHAO C ， CHEN Z ， LIANG W . D -galactose-induced accelerated aging model on auditory cortical neurons by regulating oxidative stress and apoptosis in vitro ［J］. J Nutr Health Aging ， 2022 ， 26 （ 1 ）： 13 - 22 .
HOSSINI A M ， QUAST A S ， GRAUEL K ， et al . PI3K/Akt signaling pathway is essential for survival of induced pluripotent stem cells ［J］. PLoS One ， 2016 ， 11 （ 5 ）： e0154770 .
MENG Y ， WANG W ， KANG J ， et al . Role of the PI3K/Akt signalling pathway in apoptotic cell death in the cerebral cortex of streptozotocin-induced diabetic rats ［J］. Exp Ther Med ， 2017 ， 13 （ 5 ）： 2417 - 2422 .
ZHU G ， WANG X ， WU Set al . Involvement of activation of PI3K/Akt pathway in the protective effects of puerarin against MPP + -induced human neuroblastoma SH‑SY5Y cell death ［J］. Neurochem Int ， 2012 ， 60 （ 4 ）： 400 - 408 .
XUE M ， JI X ， XUE C ， et ， al . Caspase-dependent and Caspase-in dependent in duction of apoptosis in breast cancer by fucoidan via the PI3K/Akt/GSK3 β pathway in vivo and in vitro ［J］. Biomed Pharmacother ， 2017 ， 94 （ 10 ）： 898 - 908 .
秦莉霞 ， 吴倩 ， 夏鹏 ， 等 ． 参芪益智颗粒对A β 1-42 双侧海马注射阿尔茨海默病模型大鼠PI3K/Akt信号通路的影响 ［J］. 世界科学技术—中医药现代化 ， 2018 ， 20 （ 12 ）： 2161 - 2166 .
MORRIS B J ， WILLCOX D C ， DONLON T A ， et al . FoxO3a：A major gene for human longevity-a mini-review ［J］. Gerontology ， 2015 ， 61 （ 6 ）： 515 - 525 .
WILLCOX B J . FoxO3a genotype is strongly associated with human longevity ［J］. Proc Natl Acad Sci USA ， 2008 ， 105 （ 37 ）： 13987 - 13992 .
LI Y ， WANG W . Genetic association of FoxO1a and FoxO3a with longevity trait in Han Chinese populations ［J］. Hum Mol Genet ， 2009 ， 18 （ 24 ）： 4897 - 4904 .
TRAN H ， BRUNET A ， GRENIER J M ， et al . DNA repair pathway stimulated by the forkhead transcription factor FoxO3a through the Gadd45 protein ［J］. Science ， 2002 ， 296 （ 5567 ）： 530 - 534 .
BANASIK K ， RIBEL R ， GJESING A P ， et al . The FoxO3a rs 2802292 G-allele associates with improved peripheral and hepatic insulin sensitivity and increased skeletal muscle-FoxO3a mRNA expression in twins ［J］. J Clin Endocrinol Metab ， 2011 ， 96 （ 1 ）： E119 - E124 .
ZINGG J M ， HASAN S T ， COWAN D ， et al . Regulatory effects of curcumin on lipid accumulation in monocytes/macrophages ［J］. J Cell Biochem ， 2012 ， 113 （ 3 ）： 833 - 840 .
BIGARELLA C L ， LIANG R ， IZAC B ， et al . Aging-like phenotype and defective lineage specification in SIRT1-deleted hematopoietic stem and progenitor cells ［J］. Stem Cell Reports ， 2014 ， 3 （ 1 ）： 44 - 59 .
HAM H J ， PARK J W ， BAE Y S ， et al . Defect of SIRT1-FoxO3a axis is associated with the production of reactive oxygen species during protein kinase CK2 downregulation-mediated cellular senescence and nematode aging ［J］. BMB Rep ， 2019 ， 52 （ 4 ）： 265 - 270 .
GUO Y ， WANG H ， TANG Y ， et al . GCN2 deficiency protects mice from denervation-induced skeletal muscle atrophy via inhibiting Foxo3a nuclear translocation ［J］. Protein Cell ， 2018 ， 9 （ 11 ）： 966 - 970 .
JENWITHEESUK A ， PARK S ， WONGCHITRAT P ， et al . Comparing the efects of melatonin with caloric restriction in the hippocampus of aging mice：Involvement of Sirtuin1 and the FoxOs pathway ［J］. Neurochem Res ， 2018 ， 43 （ 1 ）： 144 - 152 .
PENG K ， LI Y ， LONG L ， et al . Knockdown of FoxO3a induces increased neuronal apoptosis during embryonic development in zebrafish ［J］. Neuroscience Letters ， 2010 ， 484 （ 2 ）： 98 - 103 .
PAPASTEFANAKI F ， CHEN J ， LAVDAS A A ， et al . Grafts of Schwann cells engineered to express PSA-NCAM promote functional recovery after spinal cord injury ［J］. Brain ， 2007 ， 130 （ 8 ）： 2159 - 2174 .
OUDEGA M ， XU X M . Schwann cell transplantation for repair of the adult spinal cord ［J］. Neurotrauma ， 2006 ， 23 （ 4 ）： 453 - 467 .
朱美霞 ， 郝旭亮 . PI3K/Akt与细胞线粒体途径凋亡因子相关性研究进展 ［J］. 生命科学研究 ， 2015 ， 19 （ 5 ）： 432 - 436 .
MALLEI A ， ADEN S A ， BACHIS A ， et al ． The nitrosteroid NCX 1015，aprednisolone derivative，improves recovery of function in rats after spinal cord injury ［J］. Brain Res ， 2005 ， 1062 （ 2 ）： 16 - 25 ．
马建敏 ， 万斌 ， 刘德明 ， 等 . 微囊化兔坐骨神经组织细胞移植对大鼠损伤脊髓胶质纤维酸性蛋白表达的作用 ［J］. 中国临床康复 ， 2006 ， 10 （ 41 ）： 47 - 49，231 .
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