Effect of Modified Shuyuwan on Hippocampal Myelin Sheath Injury in Vascular Dementia Rats Through Cx43/Glu/AMPAR Pathway

WANG Jianting; TAN Zihu; ZHOU Jianjie; WANG Jing; YANG Qiong; LIU Yu; LI Xianwei

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20230240

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Effect of Modified Shuyuwan on Hippocampal Myelin Sheath Injury in Vascular Dementia Rats Through Cx43/Glu/AMPAR Pathway

更新时间：2023-05-17

- Effect of Modified Shuyuwan on Hippocampal Myelin Sheath Injury in Vascular Dementia Rats Through Cx43/Glu/AMPAR Pathway
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 29, Issue 7, Pages: 38-46(2023)
- 作者机构：
  
  1.湖北中医药大学，武汉 430065
  2.湖北省中医院，武汉 430065
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20230240
  CLC： R2-0;R33;R289;R22;R74
- Received：09 October 2022，
  
  Published Online：03 February 2023，
  
  Published：05 April 2023
- 稿件说明：
移动端阅览
王建婷,谭子虎,周剑杰等.基于Cx43/Glu/AMPAR通路探讨加减薯蓣丸对血管性痴呆大鼠海马髓鞘损伤的影响[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(07):38-46.

WANG Jianting,TAN Zihu,ZHOU Jianjie,et al.Effect of Modified Shuyuwan on Hippocampal Myelin Sheath Injury in Vascular Dementia Rats Through Cx43/Glu/AMPAR Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(07):38-46.
王建婷,谭子虎,周剑杰等.基于Cx43/Glu/AMPAR通路探讨加减薯蓣丸对血管性痴呆大鼠海马髓鞘损伤的影响[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(07):38-46. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230240.

WANG Jianting,TAN Zihu,ZHOU Jianjie,et al.Effect of Modified Shuyuwan on Hippocampal Myelin Sheath Injury in Vascular Dementia Rats Through Cx43/Glu/AMPAR Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(07):38-46. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230240.

摘要

目的

探讨加减薯蓣丸对血管性痴呆（VD）模型大鼠海马髓鞘损伤的影响及其作用机制研究。

方法

选取SPF级SD雄性大鼠60只，随机分为假手术组，模型组，加减薯蓣丸高、中、低剂量组，每组12只。除假手术组外，其余4组均采用双侧颈动脉结扎改良法进行VD模型制备，造模结束后通过水迷宫筛选造模成功大鼠进行灌胃。加减薯蓣丸高、中、低剂量组灌胃剂量分别为10、5、2.5 g·kg

-1

·d

-1

，其余组给予等体积生理盐水。28 d灌胃结束后，通过水迷宫检测大鼠空间学习记忆能力，苏木素-伊红（HE）染色法观察海马区神经元结构，生化检测海马肿瘤坏死因子-

（TNF-

）、白细胞介素-6（IL-6）、谷氨酸（Glu）含量变化，免疫荧光检测海马髓鞘碱性蛋白（MBP）、活化星形胶质细胞标记物胶质纤维酸性蛋白（GFAP）、半通道蛋白43（Cx43）的表达，电镜观察大鼠海马髓鞘结构，蛋白免疫印迹法（Western blot）检测海马

-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸受体（AMPAR）、Cx43蛋白表达。

结果

与假手术组比较，VD模型大鼠逃避潜伏期显著延长（

0.01），穿越原平台次数和目标象限滞留时间百分比显著减少（

0.01）；海马CA1区神经元结构紊乱；髓鞘板层疏松，边缘模糊不清；海马CA1区神经元TNF-

、IL-6、Glu含量明显增多，以Glu最为显著（

0.01）；AMPAR蛋白表达显著降低（

0.01），磷酸化（p）-AMPAR、Cx43蛋白表达显著升高（

0.01）；髓鞘MBP蛋白表达显著降低，GFAP与Cx43共标荧光显著增强。与模型组比较，给予加减薯蓣丸干预后，加减薯蓣丸中药组逃避潜伏期明显缩短（

0.05），穿越原平台次数和目标象限滞留时间百分比明显延长（

0.05）；海马神经元排列较紧密；髓鞘板层更致密，边缘清晰；海马TNF-

、IL-6、Glu含量明显降低，Glu下降最为显著（

0.01）；AMPAR蛋白表达显著升高（

0.01），p-AMPAR、Cx43蛋白表达显著降低，以高剂量组最为显著（

0.01）；髓鞘MBP蛋白表达显著增加，GFAP与Cx43共标荧光显著降低、高剂量组改善最为明显。

结论

加减薯蓣丸能改善VD大鼠学习记忆能力，其机制可能与抑制Cx43表达，减少Glu外排，抑制AMPAR介导的炎性反应并减少星形胶质细胞标记物GFAP产生，促进髓鞘MBP蛋白表达，缓解髓鞘损伤有关。

Abstract

Objective

To investigate the effect and mechanism of modified Shuyuwan （SYW） on hippocampal myelin sheath injury in vascular dementia （VD） model rats.

Method

Sixty male SD rats of SPF grade were randomly divided into sham operation group， model group， and high-， medium- and low-dose modified SYW groups， with 12 rats in each group. The VD model was induced by bilateral carotid artery ligation in rats of the groups except for those of the sham operation group. After modeling， rats were screened by the water maze test， followed by drug treatment by gavage. Specifically， rats in the modified SYW groups were treated with modified SYW at 10， 5， 2.5 g·kg

-1

·d

-1

，

accordingly， and those in other groups were administered with the same amount of normal saline. After intragastric administration for 28 days， the spatial learning and memory abilities of rats were detected by the water maze test. The hippocampal neuron structure was observed by hematoxylin-eosin （HE） staining. The content of hippocampal tumor necrosis factor （TNF）-

， interleukin-6 （IL-6）， and glutamate （Glu） was observed by biochemical detection. The hippocampal expression of myelin basic protein （MBP）， astrocyte activation marker glial fibrillary acidic protein （GFAP）， and connexin 43 （Cx43） was detected by immunofluorescence detection. The myelin sheath structure in the hippocampus was observed by the electron microscope. The

-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole-propionic acid receptor （AMPAR） and Cx43 protein expression was detected by Western blot.

Result

Compared with the sham operation group， the model group showed prolonged escape latency （

0.01）， decreased times of crossing the original platform and percentage of target quadrant detention time （

0.01）， disordered neuron structure in the hippocampal CA1 region， loose myelin sheath lamella with blurry edge， up-regulated expression levels of TNF-

， IL-6， and Glu in the hippocampal CA1 region， especially Glu （

0.01）， reduced expression of AMPAR （

0.01）， increased protein expression of p-AMPAR and Cx43 （

0.01）， significantly dwindled protein expression of MBP in the myelin sheath， and enhanced fluorescence co-labeled by GFAP and Cx43. Compared with the model group， the modified SYW groups showed shortened escape latency （

0.05）， increased times of crossing the original platform and percentage of target quadrant detention time （

0.05）， closely arranged hippocampal neuron structure， denser myelin sheath lamella with clear edge， down-regulated expression levels of TNF-

， IL-6， and Glu in the hippocampal CA1 region， especially Glu （

0.01）， up-regulated AMPAR （

0.01）， reduced protein expression of p-AMPAR and Cx43， especially in the high-dose group （

0.01）， significantly elevated protein expression of MBP in the myelin sheath， and weakened fluorescence co-labeled by GFAP and Cx43， especially in the high-dose group.

Conclusion

Modified SYW can improve the learning and memory abilities of VD rats， and the mechanism may be related to the inhibition of Cx43 expression， reduction of the release of Glu， inhibition of AMPAR-mediated inflammatory response to reduce the production of astrocyte marker GFAP， and promotion of the expression of MBP protein to alleviate myelin injury.

关键词

Keywords

references

余文骁，王延江 . 亚洲血管性认知损害的流行病学现状和发展趋势［J］. 中国医学前沿杂志：电子版， 2020 ， 12 （ 10 ）： 1 - 8 .

SMITH E E . Clinical presentations and epidemiology of vascular dementia ［J］. Clin Sci ， 2017 ， 131 （ 11 ）： 1059 - 1068 .

WOLTERS F J ， IKRAM M A . Epidemiology of vascular dementia ［J］. Arterioscler Thromb Vasc Biol ， 2019 ， 39 （ 8 ）： 1542 - 1549 .

BESSEY L J ， WALASZEK A . Management of behavioral and psychological symptoms of dementia ［J］. Curr Psychiatry Rep ， 2019 ， 21 （ 8 ）： 66 .

MAGIERSKI R ， SOBOW T ， SCHWERTNER E ， et al . Pharmacotherapy of behavioral and psychological symptoms of dementia：State of the art and future progress ［J］. Front Pharmacol ， 2020 ， 31 （ 11 ）： 1168 .

BEHRENDT G ， BAER K ， BUFFO A ， et al . Dynamic changes in myelin aberrations and oligodendrocyte generation in chronic amyloidosis in mice and men ［J］. Glia ， 2013 ， 61 （ 2 ）： 273 - 286 .

ARAI K . Can oligodendrocyte precursor cells be a therapeutic target for mitigating cognitive decline in cerebrovascular disease？［J］. J Cereb Blood Flow Metab ， 2020 ， 40 （ 8 ）： 1735 - 1736 .

YALÇIN B ， MONJE M . Microenvironmental interactions of oligodendroglial cells ［J］. Dev Cell ， 2021 ， 56 （ 13 ）： 1821 - 1832 .

YU H ， CAO X ， LI W ， et al . Targeting connexin 43 provides anti-inflammatory effects after intracerebral hemorrhage injury by regulating YAP signaling ［J］. J Neuroinflammation ， 2020 ， 17 （ 1 ）： 322 .

YE Z C ， WYETH M S ， BALTAN-TEKKOK S ， et al . Functional hemichannels in astrocytes：A novel mechanism of glutamate release ［J］. J Neurosci ， 2003 ， 23 （ 9 ）： 3588 - 3596 .

STOUT C E ， COSTANTIN J L ， NAUS C C ， et al . Intercellular calcium signaling in astrocytes via ATP release through connexin hemichannels ［J］. J Biol Chem ， 2002 ， 277 （ 12 ）： 10482 - 10488 .

OKADA M ， FUKUYAMA K ， SHIROYAMA T ， et al . Brivaracetam prevents astroglial l-glutamate release associated with hemichannel through modulation of synaptic vesicle protein ［J］. Biomed Pharmacother ， 2021 ， 138 ： 111462 .

MEUNIER C ， WANG N ， YI C ， et al . Contribution of astroglial Cx43 hemichannels to the modulation of glutamatergic currents by D-serine in the mouse prefrontal cortex ［J］. J Neurosci ， 2017 ， 37 （ 37 ）： 9064 - 9075 .

BAYÓN-CORDERO L ， OCHOA-BUENO B I ， RUIZ A ， et al . GABA receptor agonists protect from excitotoxic damage induced by AMPA in oligodendrocytes ［J］. Front Pharmacol ， 2022 ， 26 （ 13 ）： 897056 .

KALARIA R N . The pathology and pathophysiology of vascular dementia ［J］. Neuropharmacology ， 2018 ， 134 （ Pt B ）： 226 - 239 .

WANG Q ， WANG Z ， TIAN Y ， et al . Inhibition of astrocyte connexin 43 channels facilitates the differentiation of oligodendrocyte precursor cells under hypoxic conditions in vitro ［J］. J Mol Neurosci ， 2018 ， 64 （ 4 ）： 591 - 600 .

周剑杰，谭子虎，杨哲，等 . 加减薯蓣丸介导线粒体自噬改善APP/PS1小鼠氧化应激损伤及学习记忆能力［J］. 中国实验方剂学杂志， 2022 ， 28 （ 6 ）： 43 - 53 .

刘金欢，陈军，谭子虎，等 . 加减薯蓣丸对非痴呆型血管性认知障碍患者认知功能的~1H-MRS初步分析［J］. 中华医学杂志， 2014 ， 94 （ 39 ）： 3075 - 3078 .

刘茜，谭子虎 . 加减薯蓣丸对血管性痴呆大鼠海马区p-tau蛋白表达的影响［J］. 湖北中医药大学学报， 2018 ， 20 （ 4 ）： 18 - 21 .

李红兵，谭子虎 . 加减薯蓣丸对血管性痴呆大鼠海马突触再生和可塑性影响的研究［J］. 浙江中医药大学学报， 2018 ， 42 （ 6 ）： 473 - 478 .

李红兵，赵茂军，张流忠，等 . CCH条件下海马神经胶质重构及MDP干预的研究［J］. 贵州医药， 2018 ， 42 （ 11 ）： 1292 - 1295 .

周剑杰 . 基于线粒体质量调控探讨加减薯蓣丸减轻APP/PS1小鼠神经元氧化应激损伤的作用及机制［D］. 武汉：湖北中医药大学， 2022 .

李杰，尹发明，王渊，等 . 血管性痴呆大鼠模型研究进展［J］. 现代中医药， 2022 ， 42 （ 5 ）： 1 - 5 .

孙旭，王蕾，赵婧，等 . 血管性痴呆动物模型研究概述［J］. 广州中医药大学学报， 2022 ， 39 （ 10 ）： 2465 - 2470 .

孙晓丽，张锴镔，郭淑贞，等 . 龙生蛭胶囊对血管痴呆大鼠认知功能的影响及作用机制［J］. 中国实验方剂学杂志， 2022 ， 28 （ 9 ）： 72 - 79 .

彭星铭 . 加减薯蓣丸对轻度认知障碍的早期临床干预及相关量效关系实验的研究［D］. 武汉：湖北中医药大学， 2015 .

曾子修，张允岭，金香兰 . 从“肾虚络损髓伤”浅谈血管性痴呆发生发展的核心病机［J］. 北京中医药大学学报， 2022 ， 45 （ 7 ）： 649 - 653 .

曹冰倩，谭峰 . 基于“脾肾痰瘀”探讨中医药治疗血管性痴呆的理论及研究进展［J］. 中华中医药学刊， 2022 ， 40 （ 5 ）： 62 - 67 .

谢宁，史瑞，吴颂，等 . 血管性痴呆病因病机的研究概述［J］. 中华中医药学刊， 2011 ， 29 （ 8 ）： 1712 - 1714 .

孙琳林，梁绍栋，任公平，等 . 四种经典补肾抗衰方对衰老大鼠免疫炎性损伤影响的比较研究［J］. 中华中医药学刊， 2018 ， 36 （ 4 ）： 830 - 833 .

张丽娜，金国琴 . 熟地及有效成分对老年学习记忆减退的信号转导分子变化的影响［J］. 中国老年学杂志， 2014 ， 34 （ 3 ）： 836 - 838 .

蒋青，沈明勤，石磊，等 . 地黄寡糖对血管性痴呆大鼠海马区神经细胞凋亡及相关蛋白表达的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2013 ， 19 （ 3 ）： 192 - 196 .

邓敏贞，钟晓琴，宁百乐，等 . 定志小丸有效成分中人参皂苷Rb 3 联合 β -细辛醚对血管性痴呆模型小鼠作用研究［J］. 辽宁中医药大学学报， 2021 ， 23 （ 5 ）： 31 - 34 .

ZHAO T ， FU Y ， SUN H ， et al . Ligustrazine suppresses neuron apoptosis via the Bax/Bcl-2 and Caspase-3 pathway in PC12 cells and in rats with vascular dementia ［J］. IUBMB Life ， 2018 ， 70 （ 1 ）： 60 - 70 .

NARANJO V ， CONTRERAS A ， MERINO B ， et al . Specific deletion of the astrocyte leptin receptor induces changes in hippocampus glutamate metabolism， synaptic transmission and plasticity ［J］. Neuroscience ， 2020 ， 447 ： 182 - 190 .

LIU Y ， DING X F ， WANG X X ， et al . Xiaoyaosan exerts antidepressant-like effects by regulating the functions of astrocytes and EAATs in the prefrontal cortex of mice ［J］. BMC Complement Altern Med ， 2019 ， 19 （ 1 ）： 215 .

EBERSOLE J ， ROSE G ， EID T ， et al . Altered hippocampal astroglial metabolism is associated with aging and preserved spatial learning and memory ［J］. Neurobiol Aging ， 2021 ， 102 ： 188 - 199 .

HASE Y ， HORSBURGH K ， IHARA M ， et al . White matter degeneration in vascular and other ageing-related dementias ［J］. J Neurochem ， 2018 ， 144 （ 5 ）： 617 - 633 .

邢华医，杜怡峰 . 进行性多灶性白质脑病［J］. 临床神经病学杂志， 2012 ， 25 （ 2 ）： 147 - 148 .

MICHEVA K D ， WOLMAN D ， MENSH B D ， et al . A large fraction of neocortical myelin ensheathes axons of local inhibitory neurons ［J］. Elife ， 2016 ， doi： 10.7554/eLife.15784 http://dx.doi.org/10.7554/eLife.15784 .

ILLES P ， BURNSTOCK G ， TANG Y . Astroglia-derived ATP modulates CNS neuronal circuits ［J］. Trends Neurosci ， 2019 ， 42 （ 12 ）： 885 - 898 .

SAGGU R ， SCHUMACHER T ， GERICH F ， et al . Astroglial NF- κ B contributes to white matter damage and cognitive impairment in a mouse model of vascular dementia ［J］. Acta Neuropathol Commun ， 2016 ， 4 （ 1 ）： 76 .

MATUTE C ， ALBERDI E ， DOMERCQ M ， et al . The link between excitotoxic oligodendroglial death and demyelinating diseases ［J］. Trends Neurosci ， 2001 ， 24 （ 4 ）： 224 - 30 .

SKOWROŃSKA K ， OBARA-MICHLEWSKA M ， ZIELIŃSKA M ， et al . NMDA receptors in astrocytes： In search for roles in neurotransmission and astrocytic homeostasis ［J］. Int J Mol Sci ， 2019 ， 20 （ 2 ）： 309 .

MATUTE C ， DOMERCQ M ， SÁNCHEZ-GÓMEZ M V . Glutamate-mediated glial injury：Mechanisms and clinical importance ［J］. Glia ， 2006 ， 53 （ 2 ）： 212 - 224 .

BALTAN S ， BESANCON E F ， MBOW B ， et al . White matter vulnerability to ischemic injury increases with age because of enhanced excitotoxicity ［J］. J Neurosci ， 2008 ， 28 （ 6 ）： 1479 - 1489 .

WANG M ， QIN C ， LUO X ， et al . Astrocytic connexin 43 potentiates myelin injury in ischemic white matter disease ［J］. Theranostics ， 2019 ， 9 （ 15 ）： 4474 - 4493 .

高兴，向涛 . 双侧颈总动脉结扎建立大鼠慢性脑缺血模型方法的改良［J］. 武汉大学学报：医学版， 2020 ， 41 （ 5 ）： 836 - 838 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Modified Shuyuwan Ameliorates Depressive Behaviors and Promotes Myelin Regeneration in Mouse Model of Vascular Dementia Complicated with Depression by Regulating Energy Metabolism of Myelin Axons via MCT1

Modified Shuyuwan Mediated Mitochondrial Autophagy Improve APP/PS1 Mice Oxidative Stress Injury and Ability of Learning and Memory

Effect of Bushen Tongluo Prescription on Synaptic Plasticity of Hippocampal Neurons of Vascular Dementia Model Rats Based on PI3K/Akt/mTOR Pathway

Effect of Modified Shuyuwan on Neuroinflammation in APP/PS1 Dementia Mice Based on Nlrp3/ASC/Caspase-1 Signaling Pathway

Related Author

ZHOU Jianjie

TAN Zihu

YANG Qiong

XIANG Qingwei

YAN Wenjing

Jian-ting WANG

Yu LIU

Ming LI

Related Institution

The Key Laboratory of Research and Application of Traditional Chinese Medicine Liver and Kidney in Hubei Province

Hubei Shizhen Laboratory

Zigui County Hospital of Traditional Chinese Medicine

Henan University of Chinese Medicine

The First Affiliated Hospital of Henan University of Chinese Medicine

AI问答

Postal code：100700
Tel：010-84076882 Email：syfjx_2010@188.com
Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 京ICP备11006657号-10 京公网安备11010802024621
It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.

⁰