Protective Effect of Liuwei Dihuangwan on Mitochondrial Damage in AD Model of <italic style="font-style: italic">Caenorhabditis Elegans</italic>

ZHANG Jinfeng; TONG Yuliang; WANG Jiapeng; SU Ting; ZHAO Deping; YU Hao; ZUO Kun; ZHU Ziyue; JIN Meiling; ZHANG Ning; LEI Xia

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20231637

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Protective Effect of Liuwei Dihuangwan on Mitochondrial Damage in AD Model of Caenorhabditis Elegans

更新时间：2023-12-28

- Protective Effect of Liuwei Dihuangwan on Mitochondrial Damage in AD Model of Caenorhabditis Elegans
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 30, Issue 3, Pages: 18-25(2024)
- 作者机构：
  
  1.黑龙江中医药大学，哈尔滨 150040
  2.佳木斯大学药学院，黑龙江佳木斯 154007
  3.南京中医药大学无锡附属医院江苏省中医退行性骨关节病临床医学创新中心，江苏无锡 214071
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20231637
  CLC： R2-0;R33;R289;R742
- Received：04 July 2023，
  
  Published：05 February 2024
- 稿件说明：
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张金凤,佟玉良,王加朋等.六味地黄丸对秀丽隐杆线虫AD模型线粒体损伤的保护作用[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(03):18-25.

ZHANG Jinfeng,TONG Yuliang,WANG Jiapeng,et al.Protective Effect of Liuwei Dihuangwan on Mitochondrial Damage in AD Model of Caenorhabditis Elegans[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(03):18-25.
张金凤,佟玉良,王加朋等.六味地黄丸对秀丽隐杆线虫AD模型线粒体损伤的保护作用[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(03):18-25. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20231637.

ZHANG Jinfeng,TONG Yuliang,WANG Jiapeng,et al.Protective Effect of Liuwei Dihuangwan on Mitochondrial Damage in AD Model of Caenorhabditis Elegans[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(03):18-25. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20231637.

摘要

目的

探讨六味地黄丸提取物对秀丽隐杆线虫（

Caenorhabditis elegans

）阿尔茨海默病（AD）模型线粒体损伤的保护作用。

方法

使用转染人源

淀粉样蛋白（A

）

1-42

基因的秀丽隐杆线虫为AD模型，实验设空白组、模型组、二甲双胍组（50 mmol·L

-1

）及六味地黄丸低、中、高剂量组（1.04、2.08、4.16 g·kg

-1

）。行为学方法观察线虫5-羟色胺（5-HT）的敏感性，蛋白免疫印迹法（Western blot）检测线虫体内A

表达，腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）试剂盒检测线虫体内总ATP含量，线粒体膜电位检测试剂盒法（JC-1法）检测线粒体膜电位，实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）检测A

表达基因（Amy-1），超氧化物歧化酶-1（SOD-1）、线粒体转录因子A同源高迁移率族蛋白-5（HMG-5）、线粒体动力相关蛋白1（DRP1）、线粒体分裂蛋白1（FIS1）mRNA的表达。

结果

六味地黄丸提取物能够降低AD模型线虫对外源5-HT的超敏感性（

0.05），延缓AD模型线虫神经元中由于A

过度表达所引起的对外源性5-HT超敏感性的AD样病理特征；与空白组比较，模型组A

蛋白和Amy-1 mRNA的表达升高（

0.01），SOD-1与HMG-5 mRNA表达下降（

0.01），DRP1与FIS1 mRNA表达升高（

0.01），线粒体膜电位水平下降（

0.05），ATP含量下降（

0.01）；与模型组比较，二甲双胍组、六味地黄丸中、高剂量组A

蛋白和Amy-1 mRNA的表达明显降低（

0.05，

0.01），SOD-1与HMG-5 mRNA表达显著升高（

0.01），DRP1 mRNA表达降低（

0.05，

0.01），FIS1 mRNA表达降低（

0.01），线粒体膜电位水平升高（

0.01），ATP含量升高（

0.05，

0.01）。

结论

六味地黄丸提取物可能通过增强线粒体抗氧化能力，保护线粒体DNA，减少线粒体分裂碎片化，修复受损的线粒体，回调线粒体膜电位，恢复神经元ATP水平，减轻A

沉积导致的神经元损伤。

Abstract

Objective

To investigate the protective effect of the extract of Liuwei Dihuangwan （LW） on mitochondrial damage in the Alzheimer's disease （AD） model of

Caenorhabditis elegans

（

C. elegans

）.

Method

C. elegans

transfected with human

-amyloid protein （A

）

1-42

gene was used as an AD model. The rats were divided into blank group， model group， metformin group （50 mmol·L

-1

）， and low， medium， and high dose （1.04， 2.08， 4.16 g·kg

-1

） LW groups. Behavioral methods were used to observe the sensitivity of 5-hydroxytryptamine （5-HT） in nematodes. Western blot was used to detect the expression of A

in nematodes. Total ATP content in nematodes was detected by the adenine nucleoside triphosphate （ATP） kit， and mitochondrial membrane potential was detected by the JC-1 method. In addition， the mRNA expression of A

expression gene （Amy-1）， superoxide dismutase-1 （SOD-1）， mitochondrial transcription factor A homologous gene-5 （HMG-5）， mitochondrial power-associated protein 1 （DRP1）， and mitochondrial mitoprotein 1 （FIS1） was detected by real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction （RT-PCR）.

Result

The extract of LW could reduce the hypersensitivity of the AD model of nematodes to exogenous 5-HT （

0.05） and delay the AD-like pathological characteristics of hypersensitivity to exogenous 5-HT caused by toxicity from overexpression of A

in neurons of the AD model of nematodes. Compared with the blank group， in the model group， the mRNA expression of A

protein and Amy-1 increased （

0.01）， and the mRNA expression of SOD-1 and HMG-5 decreased （

0.01）. The mRNA expression of DRP1 and FIS1 increased （

0.01）， and the level of mitochondrial membrane potential decreased （

0.05）. The content of ATP decreased （

0.01）. Compared with the model group， in the positive medicine group and medium and high dose LW groups， the mRNA expression of A

protein and Amy-1 decreased （

0.05，

0.01）， and the mRNA expression of SOD-1 and HMG-5 increased （

0.01）. The mRNA expression of DRP1 decreased （

0.05，

0.01）， and that of FIS1 decreased （

0.01）. The level of mitochondrial membrane potential increased （

0.01）， and the content of ATP increased （

0.05，

0.01）.

Conclusion

The extract of LW may enhance the antioxidant ability of mitochondria， protect mitochondrial DNA， reduce the fragmentation of mitochondrial division， repair the damaged mitochondria， adjust the mitochondrial membrane potential， restore the level of neuronal ATP， and reduce the neuronal damage caused by A

deposition.

关键词

Keywords

references

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Protective Effect of Liuwei Dihuangwan on Mitochondrial Damage in AD Model of Caenorhabditis Elegans

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