Effect of Danggui Shaoyaosan on Mitochondrial Homeostasis and AMPK/SIRT1/PGC-1<italic style="font-style: italic">α</italic> Signaling Pathway in Rats Model of Alzheimer's Disease

YANG Miao; YU Wenjing; HE Chunxiang; JIN Yijie; LI Ze; LI Ping; DENG Sisi; YI Yaqiao; CHENG Shaowu; SONG Zhenyan

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20222343

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Effect of Danggui Shaoyaosan on Mitochondrial Homeostasis and AMPK/SIRT1/PGC-1α Signaling Pathway in Rats Model of Alzheimer's Disease

更新时间：2023-01-03

- Effect of Danggui Shaoyaosan on Mitochondrial Homeostasis and AMPK/SIRT1/PGC-1α Signaling Pathway in Rats Model of Alzheimer's Disease
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 29, Issue 3, Pages: 9-16(2023)
- 作者机构：
  
  湖南中医药大学中西医结合心脑疾病防治湖南省重点实验室，长沙 410208
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20222343
  CLC： R2-0;R33;R289;R742
- Received：08 September 2022，
  
  Published Online：29 October 2022，
  
  Published：05 February 2023
- 稿件说明：
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杨苗,于文静,贺春香等.当归芍药散对AD大鼠线粒体稳态及AMPK/SIRT1/PGC-1α信号通路的影响[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(03):9-16.

YANG Miao,YU Wenjing,HE Chunxiang,et al.Effect of Danggui Shaoyaosan on Mitochondrial Homeostasis and AMPK/SIRT1/PGC-1α Signaling Pathway in Rats Model of Alzheimer's Disease[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(03):9-16.
杨苗,于文静,贺春香等.当归芍药散对AD大鼠线粒体稳态及AMPK/SIRT1/PGC-1α信号通路的影响[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(03):9-16. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20222343.

YANG Miao,YU Wenjing,HE Chunxiang,et al.Effect of Danggui Shaoyaosan on Mitochondrial Homeostasis and AMPK/SIRT1/PGC-1α Signaling Pathway in Rats Model of Alzheimer's Disease[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(03):9-16. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20222343.

摘要

目的

探讨当归芍药散对阿尔茨海默病（AD）大鼠线粒体形态和功能的影响及作用机制。

方法

采用双侧侧脑室注射链脲佐菌素（STZ）构建AD模型大鼠。40只大鼠随机分为假手术组、模型组、当归芍药散低、中、高剂量（12、24、36 g·kg

-1

）组，连续灌胃14 d后透射电镜观察大鼠海马区线粒体形态变化，原位末端标记法（TUNEL）检测细胞凋亡情况，免疫荧光检测活性氧（ROS）、过氧化物酶体增殖物激活受体

辅激活因子-1

（PGC-1

）的表达，实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）检测线粒体动力相关蛋白1（Drp1）、线粒体融合蛋白2（MFN2）、细胞色素C氧化酶亚基Ⅳ（COX Ⅳ）、PGC-1

mRNA的表达，蛋白免疫印迹法（Western blot）检测腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）、磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶（p-AMPK）、沉默信息调节因子1（SIRT1）、PGC-1

蛋白的表达。

结果

与假手术组比较，模型组大鼠海马区线粒体损伤明显，ROS产生和细胞凋亡率显著增高（

0.01），MFN2、COX Ⅳ、PGC-1

mRNA表达显著下调，Drp1 mRNA表达显著上调，p-AMPK/AMPK、SIRT1、PGC-1

蛋白明显下调（

0.05，

0.01）；与模型组比较，当归芍药散中、高剂量组明显改善线粒体损伤，ROS产生减少，细胞凋亡率下降（

0.01），MFN2、COX Ⅳ、PGC-1

mRNA表达显著上调，Drp1 mRNA表达显著下调，p-AMPK/AMPK、SIRT1、PGC-1

蛋白显著上调（

0.01）。

结论

当归芍药散可以显著改善AD模型大鼠线粒体稳态失衡。

Abstract

Objective

To investigate the effect of Danggui Shaoyaosan （DSS） on the morphology and function of mitochondria in rats model of Alzheimer's disease （AD） and its possible mechanism.

Method

Rats model of AD was established by injection of streptozocin （STZ） into bilateral ventricles of SD rats. The 40 rats were randomly divided into sham group， model group， low， medium and high dosages of Danggui Shaoyaosan （12，24，36 g·kg

-1

·d

-1

） groups，observed the morphological changes of mitochondria in hippocampus of rats by electron microscopy after 14 days of continuous gavage.

In situ

end labeling（TUNEL） staining used to detect apoptosis and immunofluorescencereactive used to observe the expression of reactive oxygen species （ROS） and peroxisome proliferators-activated receptor

coactivator lalpha （PGC-1

），quantitative Real-time polymerase chain reaction（Real-time PCR）detected the mRNA expression of dynamin-related protein 1 （Drp1），mitochondrial fusion protein 2 （MFN2），cytochrome C oxidase subunit Ⅳ （COX Ⅳ） and PGC-1

. Western blot detected the protein expression of adenosine 5'-monophosphate （AMP）-activated protein kinase （AMPK），phosphorylation（p）-AMPK，recombinant Sirtuin 1 （SIRT1） and PGC-1

Result

Compared with the sham group，the results of model group showed that the damage of mitochondria in hippocampus was more obvious，accelerated the ROS production and apoptosis rate （

0.01），decreased the mRNA level of MFN2，COX Ⅳ，PGC-1

，increased the mRNA level of Drp1，and descended the protein of p-AMPK/AMPK，SIRT1，PGC-1

（

0.05，

0.01）.Compared with the model group，the medium and high dose of DSS group notably improved the damage of mitochondria，reduced the production of ROS and apoptosis rate （

0.01），promoted the mRNA expression of MFN2，COX Ⅳ，PGC-1

，inhibited the mRNA expression of Drp1，and up-regulated the protein of p-AMPK/AMPK，SIRT1，PGC-1

（

0.01）.

Result

DSS can significantly ameliorate the mitochondrial homeostasis imbalance in AD rats.

关键词

Keywords

references

SCHELTENS P ， DE STROOPER B ， KIVIPELTO M ， et al . Alzheimer's disease ［J］. Lancet ， 2021 ， 397 （ 10284 ）： 1577 - 1590 .

KNOPMAN D S ， AMIEVA H ， PETERSEN R C ， et al . Alzheimer disease ［J］. Nat Rev Dis Primers ， 2021 ， 7 （ 1 ）： 33 .

BURTSCHER J ， MILLET G P ， PLACE N ， et al . The muscle-brain axis and neurodegenerative diseases：The key role of mitochondria in exercise-induced neuroprotection ［J］. Int J Mol Sci ， 2021 ， 22 （ 12 ）： 6479 .

WANG X ， WANG W ， LI L ， et al . Oxidative stress and mitochondrial dysfunction in Alzheimer's disease ［J］. Biochim Biophys Acta ， 2014 ， 1842 （ 8 ）： 1240 - 1247 .

SORRENTINO V ， ROMANI M ， MOUCHIROUD L ， et al . Enhancing mitochondrial proteostasis reduces amyloid- β proteotoxicity ［J］. Nature ， 2017 ， 552 （ 7684 ）： 187 - 193 .

WANG Y ， XU E ， MUSICH P R ， et al . Mitochondrial dysfunction in neurodegenerative diseases and the potential countermeasure ［J］. CNS Neurosci Ther ， 2019 ， 25 （ 7 ）： 816 - 824 .

WARESKI P ， VAARMANN A ， CHOUBEY V ， et al . PGC-1｛alpha｝ and PGC-1｛beta｝ regulate mitochondrial density in neurons ［J］. J Biol Chem ， 2009 ， 284 （ 32 ）： 21379 - 21385 .

ZHAO Y ， ZHANG J ， ZHENG Y ， et al . NAD + improves cognitive function and reduces neuroinflammation by ameliorating mitochondrial damage and decreasing ROS production in chronic cerebral hypoperfusion models through Sirt1/PGC-1 α pathway ［J］. J Neuroinflammation ， 2021 ， 18 （ 1 ）： 207 .

郝徐艺，罗思，程淑意，等 . 当归芍药散对AD细胞模型铜离子介导的A β 聚集的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2019 ， 25 （ 6 ）： 45 - 51 .

SONG Z ， LUO D ， WANG Y ， et al . Neuroprotective effect of Danggui Shaoyao San via the mitophagy-apoptosis pathway in a rat model of Alzheimer's disease ［J］. Evid Based Complement Alternat Med ， 2021 ， 2021 ： 3995958 .

贺春香，宋祯彦，李泽，等 . 基于环状RNA测序探讨当归芍药散对APP_（swe）/PS1_（ΔE9）转基因小鼠的神经保护作用［J］. 中国实验方剂学杂志， 2021 ， 27 （ 5 ）： 16 - 24 .

KIM H Y ， LEE D K ， CHUNG B R ， et al . Intracerebroventricular injection of Amyloid- β peptides in normal mice to acutely induce Alzheimer-like cognitive deficits ［J］. J Vis Exp ， 2016 （ 109 ）： 53308 .

贺春香，于文静，杨苗，等 . 黄芩苷通过TREM2/TLR4/NF- κ B信号通路抑制脂多糖/干扰素 γ 诱导的BV2细胞炎症反应［J］. 中国中药杂志， 2022 ， 47 （ 6 ）： 1603 - 1610 .

余婧萍，贺春香，成绍武，等 . 当归芍药散通过调控NF- κ B炎性通路改善H 2 O 2 诱导的SH-SY5Y细胞氧化损伤的作用［J］. 中国实验方剂学杂志， 2020 ， 26 （ 10 ）： 1 - 7 .

贺春香，余婧萍，李富周，等 . 当归芍药散含药血清对A β 1-42 诱导的SH-SY5Y细胞周期和凋亡的影响［J］. 中成药， 2020 ， 42 （ 11 ）： 2875 - 2882 .

FU X ， LIU Q ， SUN X ， et al . Research advances in the treatment of Alzheimer's disease with polysaccharides of Danggui-Shaoyao-San ［J］. J Alzheimers Dis ， 2022 ， 85 （ 1 ）： 7 - 19 .

FRONZA M G ， BALDINOTTI R ， SACRAMENTO M ， et al . Effect of QTC-4-MeOBnE treatment on memory， neurodegeneration， and neurogenesis in a streptozotocin-induced mouse model of Alzheimer's disease ［J］. ACS Chem Neurosci ， 2021 ， 12 （ 1 ）： 109 - 122 .

LATINA V ， GIACOVAZZO G ， CALISSANO P ， et al . Tau cleavage contributes to cognitive dysfunction in strepto-zotocin-induced sporadic Alzheimer's disease （sAD） mouse model ［J］. Int J Mol Sci ， 2021 ， 22 （ 22 ）： 12158 .

PATEL R ， KAUR K ， SINGH S . Protective effect of andrographolide against STZ induced Alzheimer's disease in experimental rats：Possible neuromodulation and A β 1-42 analysis ［J］. Inflammopharmacology ， 2021 ， 29 （ 4 ）： 1157 - 1168 .

WEIDLING I W ， SWERDLOW R H . Mitochondria in Alzheimer's disease and their potential role in Alzheimer's proteostasis ［J］. Exp Neurol ， 2020 ， 330 ： 113321 .

STANGA S ， CARETTO A ， BOIDO M ， et al . Mitochondrial dysfunctions：A red thread across neurodegenerative diseases ［J］. Int J Mol Sci ， 2020 ， 21 （ 10 ）： 3719 .

MA K ， CHEN G ， LI W ， et al . Mitophagy，mitochondrial homeostasis，and cell fate ［J］. Front Cell Dev Biol ， 2020 ， 8 ： 467 .

WANG S D ， FU Y Y ， HAN X Y ， et al . Hyperbaric oxygen preconditioning protects against cerebral ischemia/reperfusion injury by inhibiting mitochondrial apoptosis and energy metabolism disturbance ［J］. Neurochem Res ， 2021 ， 46 （ 4 ）： 866 - 877 .

KANDIMALLA R ， MANCZAK M ， YIN X ， et al . Hippocampal phosphorylated tau induced cognitive decline，dendritic spine loss and mitochondrial abnormalities in a mouse model of Alzheimer's disease ［J］. Hum Mol Genet ， 2018 ， 27 （ 1 ）： 30 - 40 .

LI P A ， HOU X ， HAO S . Mitochondrial biogenesis in neurodegeneration ［J］. J Neurosci Res ， 2017 ， 95 （ 10 ）： 2025 - 2029 .

UGUCCIONI G ， HOOD D A . The importance of PGC-1 α in contractile activity-induced mitochondrial adaptations ［J］. Am J Physiol Endocrinol Metab ， 2011 ， 300 （ 2 ）： E361 - E371 .

DU L L ， CHAI D M ， ZHAO L N ， et al . AMPK activation ameliorates Alzheimer's disease-like pathology and spatial memory impairment in a streptozotocin-induced Alzheimer's disease model in rats ［J］. J Alzheimers Dis ， 2015 ， 43 （ 3 ）： 775 - 784 .

ZHANG Y ， ZHOU B ， WEN M ， et al . ZG02 improved hepatic glucose metabolism and insulin sensitivity via activation of AMPK/Sirt1 signaling pathways in a high-fat diet/streptozotocin-induced type 2 diabetes model ［J］. Diabetes Metab Syndr Obes ， 2020 ， 13 ： 4333 - 4339 .

ZHOU Z ， YE T J ， DECARO E ， et al . Intestinal SIRT1 deficiency protects mice from ethanol-induced liver injury by mitigating ferroptosis ［J］. Am J Pathol ， 2020 ， 190 （ 1 ）： 82 - 92 .

YE F ， WU A . The Protective mechanism of SIRT1 in the regulation of mitochondrial biogenesis and mitochondrial autophagy in Alzheimer's disease ［J］. J Alzheimers Dis ， 2021 ， 82 （ 1 ）： 149 - 157 .

WALDMAN M ， COHEN K ， YADIN D ， et al . Correction to：Regulation of diabetic cardiomyopathy by caloric restriction is mediated by intracellular signaling pathways involving 'SIRT1 and PGC-1 α ［J］. Cardiovasc Diabetol ， 2018 ， 17 （ 1 ）： 115 .

SONG C ， LI M ， XU L ， et al . Mitochondrial biogenesis mediated by melatonin in an APPswe/PS1dE9 transgenic mice model ［J］. Neuroreport ， 2018 ， 29 （ 18 ）： 1517 - 1524 .

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