Ziel der Studie war es, den Wirkmechanismus von Gui Pi Tang bei der Regulierung der mitochondrialen Biogenese in Hippocampus-Neuronen von Ratten mit Methylmalonsäureurie (MMA) über den Signalweg AMP-aktivierte Proteinkinase/Peroxisom-Proliferator-aktivierter Rezeptor-Koaktivator-1α (AMPK/PGC-1α) zu untersuchen. Methode: 50 fünf Tage alte Wistar-Ratten wurden nach Zufallsprinzip in Kontrollgruppe, Modellgruppe, Gui Pi Tang-Gruppe (9,3 g·kg⁻¹), AMPK-Inhibitorgruppe (2,5 mg·kg⁻¹ Compound C) und Gui Pi Tang + AMPK-Inhibitorgruppe (9,3 g·kg⁻¹ + 2,5 mg·kg⁻¹ Compound C) eingeteilt. Nach 3-wöchiger Behandlung wurden die Lern- und Gedächtnisfähigkeiten mittels Morris-Wasserlabyrinth getestet; histopathologische Veränderungen und Apoptose im Hippocampus wurden durch Hämatoxylin-Eosin (HE), Nissl- und TUNEL-Färbung untersucht; ATP-Gehalt im Hippocampusgewebe wurde kolorimetrisch bestimmt; mitochondriale reaktive Sauerstoffspezies (ROS) wurden mit dem fluoreszierenden MitoSOX Red Sondenverfahren gemessen; das mitochondriale Membranpotential mittels JC-1-Methode; ultrastrukturelle mitochondriale Veränderungen per Transmissions-Elektronenmikroskopie (TEM); mitochondriale DNA-Kopienzahl durch Echtzeit-PCR; Proteinexpression von AMPK, PGC-1α, phosphoryliertem (p) AMPK, nuklearen Faktore E2-assoziierten Faktoren 1 (Nrf1), 2 (Nrf2) und mitochondrialem Transkriptionsfaktor A (TFAM) via Western Blot. Ergebnisse: Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigten Modellratten diffuse Bewegungsmuster, Unfähigkeit zur Plattform-Lokalisierung, verlängerte Fluchtlatenzzeiten, reduzierte Häufigkeit des Plattform-Durchgangs, deutlich verkürzte Verweildauer im Zielquadranten und signifikant erhöhte Verweildauer im gegenüberliegenden Quadranten (P<0,01). Im Vergleich zur Modellgruppe zeigten Gui Pi Tang- und Gui Pi Tang + AMPK-Inhibitor-Gruppen verkürzte Fluchtlatenzzeiten, erhöhte Durchgangshäufigkeit, verlängerte Verweildauer im Zielquadranten und verringerte Verweildauer im gegenüberliegenden Quadranten (P<0,05, P<0,01). Die AMPK-Inhibitorgruppe zeigte eine Verlängerung der Fluchtlatenz, eine signifikant verringerte Durchgangshäufigkeit, reduzierte Verweildauer im Zielquadranten und erhöhte Verweildauer im gegenüberliegenden Quadranten im Vergleich zur Gui Pi Tang-Gruppe (P<0,01). Modellgruppe zeigte neuronale Disorganisation und Kernpyknose im Hippocampus. Gui Pi Tang-Behandlung erhöhte reguläre Neuronenanzahl, allerdings war die Verbesserung in der kombinierten Gruppe signifikant reduziert (P<0,01). Die TEM zeigte deutlichen Verlust der Mitochondrienkristae im Modell, eine signifikante Wiederherstellung in der Gui Pi Tang-Gruppe (P<0,01). In der kombinatorischen Gruppe traten weiterhin Mitochondrienmembranrisse und Kristaverluste auf. Die Apoptoserate war im Modell signifikant erhöht; im Vergleich zur Kontrollgruppe stieg der ROS-Spiegel, ATP-Gehalt und mitochondriales Membranpotential waren signifikant verringert (P<0,01); Gui Pi Tang reduzierte ROS, erhöhte ATP-Gehalt und Membranpotential signifikant (P<0,01); Apoptose verringerte sich signifikant (P<0,01) und wurde durch den AMPK-Inhibitor teilweise umgekehrt (P<0,01). TFAM, PGC-1α, Nrf1, Nrf2 mRNA und Proteinexpression waren im Modell signifikant erniedrigt (P<0,01) und wurden durch Gui Pi Tang signifikant erhöht (P<0,01). p-AMPK/AMPK Proteinexpression war im Modell signifikant erniedrigt (P<0,01) und durch Behandlung erhöht (P<0,01). Fazit: Gui Pi Tang fördert die mitochondriale Biogenese durch Aktivierung des AMPK/PGC-1α Signalwegs, mildert pathologische neuronale Schäden im Hippocampus und verbessert die kognitive Funktion bei Ratten.

Gui Pi Tang;Methylmalonsäureurie (MMA);mitochondriale Biogenese;AMP-aktivierte Proteinkinase / Peroxisom-Proliferator-aktivierter Rezeptor γ Koaktivator-1α (AMPK/PGC-1α)