Effect of Hei Xiaoyaosan on Neuroinflammation and NLRP3/Caspase-1/GSDMD Signaling Pathway in APP/PS1 Mice

  • role: First author第一作者
  • Affiliation:

    Gansu Engineering Laboratory for New Products of Traditional Chinese Medicine (TCM), Gansu Key Laboratory of TCM Excavation and Innovative Transformation,Gansu University of Chinese Medicine,Lanzhou 730000,China

    Xichang Hospital of TCM,Xichang 615000,China

  • Email:543767241@qq.com
  • Introduction:周君,硕士,医师,从事中医复方物质基础及作用机制研究,E-mail:543767241@qq.com
ZHOU Jun12,  
  • Affiliation:

    Gansu Engineering Laboratory for New Products of Traditional Chinese Medicine (TCM), Gansu Key Laboratory of TCM Excavation and Innovative Transformation,Gansu University of Chinese Medicine,Lanzhou 730000,China

    Qujing 69 Hospital,China RongTong Medical Healthcare Group Co., Ltd., Qujing 655000,China

LI Mingcheng13,  
  • Affiliation:

    Gansu Engineering Laboratory for New Products of Traditional Chinese Medicine (TCM), Gansu Key Laboratory of TCM Excavation and Innovative Transformation,Gansu University of Chinese Medicine,Lanzhou 730000,China

    Xingtai Hospital of TCM,Xingtai 054000,China

LYU Yujie14,  
  • Affiliation:

    Gansu Engineering Laboratory for New Products of Traditional Chinese Medicine (TCM), Gansu Key Laboratory of TCM Excavation and Innovative Transformation,Gansu University of Chinese Medicine,Lanzhou 730000,China

    Zhengzhou TCM Hospital Affiliated to Henan University of Chinese Medicine,Zhengzhou 450007,China

MENG Zhipeng15,  
  • Affiliation:

    Gansu Engineering Laboratory for New Products of Traditional Chinese Medicine (TCM), Gansu Key Laboratory of TCM Excavation and Innovative Transformation,Gansu University of Chinese Medicine,Lanzhou 730000,China

    Guizhou Health Vocational College,Tongren 554300,China

HU Yunyun16,  
  • role: Corresponding author通信作者
  • Affiliation:

    Gansu Engineering Laboratory for New Products of Traditional Chinese Medicine (TCM), Gansu Key Laboratory of TCM Excavation and Innovative Transformation,Gansu University of Chinese Medicine,Lanzhou 730000,China

  • Email:whp@gszy.edu.cn
  • Introduction:王虎平,博士,教授,博士生导师,从事中医复方物质基础及作用机制研究,Tel:0931-5162454,E-mail:whp@gszy.edu.cn
WANG Huping1*

ملخص

الغرض من هذه الدراسة هو مراقبة تأثير مسحوق Xiaoyao San على قدرة التعلم والذاكرة لدى نموذج الفئران المصابة بالزهايمر وفحص دورها في تحفيز مسار الالتهاب العصبي الميدين من خلال مستقبل إدمان الحمض النووي ذو البنية الممتصة البسيطة 3 (NLRP3) / كاسبيز-1 (Caspase-1) / أسرة GSDMD للبروتينات. الطريقة: تم تقسيم فئران APP / PS1 SPF المصابة بالزهايمر عمرها 4 أشهر إلى مجموعة نموذجية ومجموعة MCC950 ومجموعة Xiaoyao San بجرعات عالية ومتوسطة ومنخفضة بشكل عشوائي ، وتم تقسيم فئران C57BL / 6J إلى مجموعة فارغة. بعد تغذية التكيف لمدة 7 أيام ، تم تدخين كل مجموعة من الفئران ، حيث تم إعطاء مجموعات Xiaoyao San بجرعات عالية ومتوسطة ومنخفضة بصورة عن طريق الفم بالجرعات المعتادة (25.79 و 12.90 و 6.45 g · kg-1 · d-1) ، بينما تم إعطاء مجموعة MCC950 حقن تحت الجلد (10 mg · kg-1 · 2 d-1) ، وتم إعطاء مجموعة فارغة حليب ملحي في الجرعة النفسية نهاية الفزع. بعد 90 يومًا من التدخين ، تم اختبار قدرة التعلم والذاكرة باستخدام المتاهة Y واختبار المسبح المائي موريس ، وتم مشاهدة تغييرات هيكل الخلايا العصبية في الحصان باستخدام ألوان سو القلوية - إيريترين (HE) ، وتم اختبار مستوى البروتين الرئيسي السابق للبروتين البديل (APP) في منطقة. CA3 في الحصان باستخدام تقنية الأحماض الأمينية المرتبطة بالإنزيم (ELISA) ، تم اختبار مستوى التعبير عن البروتينات المصاحبة لاتهاب الخلايا العصبية 10 (IL) - 18 -1 بالإضافة إلى اكتشاف بروتينات NLRP3 و Caspase-1 و GSDMD و GSDMD-N في الحصى بواسطة تقنيات التباين الكيميائي ورسم الأوزان B-IX وكذلك اكتشاف تشارك البروتينات الصافية المشعة وكاشف تورحية Iba-1 . النتائج1) أظهرت نتائج اختبار المتاهة Y أن معدل التناوب الذاتي انخفض بشكل ملحوظ (P <0.01) مقارنة بالمجموعة الفارغة. يُظهر مقارنة مع المجموعة النموذجية ، مجموعة Xiaoyao San بجرعات عالية ومنخفضة زيادة ملحوظة في معدل التناوب الذاتي (P <0.01).2) أظهرت نتائج اختبار متاهة الماء المنقولة بالسفن أنه مع مرور الوقت في اختبار البحث عن الموقع من 1 إلى 4 أيام ، انخفضت فترة التخبئة في كل مجموعة. يوم 4 ، كانت فترة التخفيض لمجموعة النموذج ملحوظة (P <0.05). يُظهر مقارنة مع المجموعة النموذجية أن مجموعة MCC950 ومجموعة Xiaoyao San بجرعة منخفضة انخفاضا ملحوظا في فترة التخبئة (P <0.05). في اختبار الاستكشاف الفضائي ، كانت عدد مرات عبور المنصة من قبل مجموعة النموذج أقل بشكل ملحوظ (P <0.01) مقارنة بالمجموعة الفارغة. يظهر مقارنة مع المجموعة النموذجية أن مجموعة Xiaoyao San بجرعة منخفضة زيادة ملحوظة في عدد مرات عبور المنصات (P <0.05).3) تظهر الألوان السو-علامات تغييرات في محادير الخلايا في منطقة CA3 بالإصابة والتنظيم غير المنتظم ، وتضخم ، واضح غير واضح ، وتقلص النواة ، والتلوين الغامق. يمكن أن تحسن مجموعة MCC950 ومجموعات جرعة عالية ومنخفضة من مسحوق Xiaoyao San إلى حد ما من الإصابة بخلايا منطقة CA3 في APP / PS1.4) تظهر نتائج التحليل الكيميائي القانوني أن تعبير APP في منطقة CA3 في APP / PS1 ازداد بشكل ملحوظ (P <0.01) مقارنة مع المجموعة الفارغة ، وتستطيع MCC950 ومجموعات جرعة Xiaoyao San العالية والمتوسطة والمنخفضة التقليل من مستوى تعبير APP في منطقة CA3 في APP / PS1 (P <0.01).5) تظهر نتائج فحص ELISA أن مستوى IL-18 و IL-1 في الحصان النموذج يزداد بشكل ملحوظ ، ومستوى IL-10 يقل (P <0.01). مقارنة مع المجموعة النموذجية ، تقلل مجموعة MCC950 ومجموعة من مسحوق Xiaoyao San بجرعة وسط من مستوى IL-18 بشكل ملحوظ (P <0.01) ، ويقلل مجموعة MCC950 ومجموعة مرتفعة من مسحوق Xiaoyao San ومجموعات جرعة منخفضة من مستوى IL-1 بشكل ملحوظ (P <0.01) ، وتزيد مجموعة MCC950 ومجموعات من مسحوق Xiaoyao San بجرعة ومنخفضة من مستوى IL-10 بشكل ملحوظ (P <0.05 ، P <0.01).6) تُظهر نتائج فحص البصري وابرة الضوء أن تعبير البروتينات NLRP3 و Caspase-1 و GSDMD و GSDMD-N في منطقة الحصى زاد بشكل ملحوظ (P <0.01) مقارنة مع المجموعة الفارغة. مقارنة مع المجموعة النموذجية ، تقلل نسب مختلفة من التعبير عن NLRP3 و Caspase-1 في منطقة الحصى (P <0.05 ، P <0.01) ، ومجموعات مسحوق Xiaoyao San بجرعة عالية ومتوسطة ومنخفضة قللت من نسبة GSDMD في منطقة الحصى (P <0.05 ، P <0.01) ، ومجموعات مسحوق Xiaoyao San بجرعة متوسطة ومنخفضة قللت من نسبة GSDMD-N في منطقة الحصى (P <0.05 ، P <0.01) ، 7) توضح نتائج الكيس الضوئي أن GSDMD-N و Iba-1 تزيد تعبيرًا مشتركًا (P <0.01) مقارنة مع المجموعة الفارغة. مقارنة مع المجموعة النموذجية ، تقلل مجموعات جرعات البودرة من أكسيا سان ومجموعة MCC950 التعبير المشترك لـ GSDMD-N و Iba-1 (P <0.01). الاستنتاج يمكن أن يكون Xiaoyao San قد تؤثر على اطلاق العوامل الالتهابية من خلال ضبط مسار NLRP3 / Caspase-1 / GSDMD للتأثير على التهاب الأعصاب وبالتالي تحسين تغييرات شرائح الحصان السريرية وعسر التعلم والذاكرة لعلاج مرض الزهايمر.

مفهوم

Alzheimer's disease;Hei Xiaoyaosan;neuroinflammation;nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor family pyrin domain-containing 3(NLRP3)/cysteine aspartate-specific protease(Caspase-1)/gasdermin D(GSDMD) signaling pathways;experimental study

References

  1. 1.
    WANG Y Q,LIANG J H,JIA R X,et al.Alzheimer disease in China(2015-2050) estimated using the 1% population sampling survey in 2015[J].China J AD Relat Disord,2019,2(1):289-298.
  2. 2.
    HAMPEL H,CARACI F,CUELLO A C,et al.A path toward precision medicine for neuroinflammatory mechanisms in Alzheimer's disease[J].Front Immunol,2020,11:456.
  3. 3.
    YANG C S,WU H Y,LI H L,et al.Effects of HeiXiaoYao powder on the behavior and the TNF-α,IL-6 and IL-1β contents of Alzheimer disease rat models[J].West J Tradit Chin Med,2015,(2):10-12
  4. 4.
    MA C L,WU H Y,LAN M H,et al.Effect of Heixiaoyao Powder on expressions of genes and proteins related to Aβ degradation in hippocampus of APP/PSⅠ double transgenic mice[J].Chin Arch Tradit Chin Med,2020,38(3):115-118.
  5. 5.
    LI M C,ZHOU J,HU Y Y,et al.Heixiaoyao powder interferes with microglia polarization in AD model mice by regulating NOX2/ROS/NF-κB signaling pathway[J].China J Chin Mater Med,2023,48(15):4027-4038.
  6. 6.
    KINNEY J W,BEMILLER S M,MURTISHAW A S,et al.Inflammation as a central mechanism in Alzheimer's disease[J].Alzheimers Dement(NY),2018,4:575-590.
  7. 7.
    LIU W Q,LIU H,YANG J Y,et al.Aβ deposition in the brain of APP/PS1 transgenic mice causes learning and memory impairment by causing neurons loss and inhibiting cell proliferation of CA3 and CA1 regions[J].Pract Pharm Clin Remed,2020,23(5):385-390.
  8. 8.
    WATAMURA N,SATO K,SAIDO T C.Mouse models of Alzheimer's disease for preclinical research[J].Neurochem Int,2022,158:105361.
  9. 9.
    PAN H Y,ZHANG N,ZHOU Y,et al.The effect of MCC950 on NLRP3 inflammasome activation after cerebral ischemia-reperfusion injury in rats[J].Chin J New Drugs Clin Rem,2022,41(12):754-758.
  10. 10.
    STANCU I C,CREMERS N,VANRUSSELT H,et al.Aggregated Tau activates NLRP3-ASC inflammasome exacerbating exogenously seeded and non-exogenously seeded Tau pathology in vivo[J].Acta Neuropathol,2019,137(4):599-617.
  11. 11.
    SONG C W,DAI X L,JIANG Z F.Research advances in experimental animal models of Alzheimer's disease[J].J Biol,2013,30(5):85-88.
  12. 12.
    WEST M J,COLEMAN P D,FLOOD D G,et al.Differences in the pattern of hippocampal neuronal loss in normal ageing and Alzheimer's disease[J].Lancet,1994,344(8925):769-772.
  13. 13.
    LUČIŪNAITĖ A,MCMANUS R M,JANKUNEC M,et al.Soluble Aβ oligomers and protofibrils induce NLRP3 inflammasome activation in microglia[J].J Neurochem,2020,155(6):650-661.
  14. 14.
    LEONG Y Q,NG K Y,CHYE S M,et al.Mechanisms of action of amyloid-beta and its precursor protein in neuronal cell death[J].Metab Brain Dis,2020,35(1):11-30.
  15. 15.
    CALDWELL J H,KLEVANSKI M,SAAR M,et al.Roles of the amyloid precursor protein family in the peripheral nervous system[J].Mech Dev,2013,130(6-8):433-446.
  16. 16.
    GOTOH N,SAITO Y,HATA S,et al.Amyloidogenic processing of amyloid β protein precursor(APP) is enhanced in the brains of alcadein α-deficient mice[J].J Biol Chem,2020,295(28):9650-9662.
  17. 17.
    BEYREUTHER K,MASTERS C L.Amyloid precursor protein(APP) and beta A4 amyloid in the etiology of Alzheimer's disease:Precursor-product relationships in the derangement of neuronal function[J].Brain Pathol,1991,1(4):241-251.
  18. 18.
    MIGLIORINI P,ITALIANI P,PRATESI F,et al.The IL-1 family cytokines and receptors in autoimmune diseases[J].Autoimmun Rev,2020,19(9):102617.
  19. 19.
    XIA S,ZHANG Z,MAGUPALLI V G,et al.Gasdermin D pore structure reveals preferential release of mature interleukin-1[J].Nature,2021,593(7860):607-611.
  20. 20.
    HAN X,XU T,FANG Q,et al.Quercetin hinders microglial activation to alleviate neurotoxicity via the interplay between NLRP3 inflammasome and mitophagy[J].Redox Biol,2021,44:102010.
  21. 21.
    LYU Y.NLRP-3/Caspase-1/GSDMD axis mediated microglia pyroptosis-A new pathway for hypoxic-ischemic brain damage[D].Suzhou:Soochow University,2020.
  22. 22.
    CHEN Y Q, YANG J, PEI W L, et al. Hei Xiaoyaosan modulates oxidative stress and apoptosis to exert neuroprotective effect in Alzheimer's disease rats[J].Chin J Exp Tradit Med Form,2025,doi:.
  23. 23.
    CHEN K L,LI H Q,WANG Q L,et al.Research progress on neuroinflammatory biomarkers in Alzheimer's disease[J].Chin J Lab Diagn,2023,27(1):89-92.
  24. 24.
    WANG H P, YANG J, CHEN Y Q. Hei Xiaoyaosan improves learning and memory abilities in Alzheimer's disease by regulating cell apoptosis[J].Chin J Exp Tradit Med Form,2025,doi:.
  25. 25.
    YANG J, CHEN Y Q, PEI W L, et al.Hei Xiaoyaosan inhibits ferroptosis by regulating SIRT1/p53/SLC7A11 signaling pathway to ameliorate cognitive dysfunction in rat model of Alzheimer's disease[J].Chin J Exp Tradit Med Form,2025,doi:.
  26. 26.
    MAGALHÃES C A,CARVALHO M,SOUSA L P,et al.Alzheimer's disease and cytokine IL-10 gene polymorphisms:Is there an association?[J].Arq Neuropsiquiatr,2017,75(9):649-656.
  27. 27.
    TENNAKOON A,KATHARESAN V,MUSGRAVE I F,et al.Normal aging,motor neurone disease,and Alzheimer's disease are characterized by cortical changes in inflammatory cytokines[J].J Neurosci Res,2022,100(2):653-669.
  28. 28.
    WESTON L L,JIANG S,CHISHOLM D,et al.Interleukin-10 deficiency exacerbates inflammation-induced tau pathology[J].J Neuroinflammation,2021,18(1):161.
  29. 29.
    BAI H,ZHANG Q.Activation of NLRP3 inflammasome and onset of Alzheimer's disease[J].Front Immunol,2021,12:701282.
  30. 30.
    HENEKA M T,KUMMER M P,STUTZ A,et al.NLRP3 is activated in Alzheimer's disease and contributes to pathology in APP/PS1 mice[J].Nature,2013,493(7434):674-678.
  31. 31.
    DEMPSEY C,RUBIO ARAIZ A,BRYSON K J,et al.Inhibiting the NLRP3 inflammasome with MCC950 promotes non-phlogistic clearance of amyloid-β and cognitive function in APP/PS1 mice[J].Brain Behav Immun,2017,61:306-316.
  32. 32.
    WANG L J,LI K,GAO J,et al.Study on the effect of trans-cinnamaldehyde on improving memory impairment by inhibiting IL-1β in prefrontal cortex of mice with Alzheimer's disease[J].World Sci Technol-Mod Tradit Chin Med,2021,23(2):429-436.
  33. 33.
    PELLEGRINI C,FORNAI M,ANTONIOLI L,et al.Phytochemicals as novel therapeutic strategies for NLRP3 inflammasome-related neurological,metabolic,and inflammatory diseases[J].Int J Mol Sci,2019,20(12):2876.

قراءة النص الكامل

The above content is generated by Large Model Translation. The translated content is for reference only. We do not assume any commercial or legal responsibilty for any consequences arising from the use of our website