Análisis de los componentes químicos de AMD y regulación de la vía de señalización ERK1/2/MNK/eIF4E para mejorar el ritmo circadiano de ratas insomnes

  • role: First author第一作者
  • Affiliation:

    Key Laboratory of Chinese Medicine Resource and Compound Prescription, Ministry of Education, Hubei University of Chinese Medicine, Wuhan 430065, China

  • Email:gygygy3643@163.com
  • Introduction:高艺,在读硕士,从事中药物质基础及作用机制研究,E-mail:gygygy3643@163.com
GAO Yi1,  
  • role: Corresponding author通信作者
  • Affiliation:

    Engineering Research Center of Traditional Chinese Medicine Protection Technology and New Product Development for the Elderly Brain Health, Ministry of Education, Hubei University of Chinese Medicine, Wuhan 430065, China

    Hubei Shizhen Laboratory, Wuhan 430065, China

  • Email:3211@hbtcm.edu.cn
  • Introduction:徐波,博士,副教授,从事中医药防治失眠的基础及应用研究,E-mail:3211@hbtcm.edu.cn;
XU Bo23*,  
  • Affiliation:

    Engineering Research Center of Traditional Chinese Medicine Protection Technology and New Product Development for the Elderly Brain Health, Ministry of Education, Hubei University of Chinese Medicine, Wuhan 430065, China

    Hubei Shizhen Laboratory, Wuhan 430065, China

XIA Jing23,  
  • role: Corresponding author通信作者
  • Affiliation:

    Key Laboratory of Chinese Medicine Resource and Compound Prescription, Ministry of Education, Hubei University of Chinese Medicine, Wuhan 430065, China

    Engineering Research Center of Traditional Chinese Medicine Protection Technology and New Product Development for the Elderly Brain Health, Ministry of Education, Hubei University of Chinese Medicine, Wuhan 430065, China

    Hubei Shizhen Laboratory, Wuhan 430065, China

  • Email:lin-lin.chen@hotmail.com
  • Introduction:陈林霖,博士,研究员,从事中药药效物质基础研究,E-mail:lin-lin.chen@hotmail.com
CHEN Linlin123*

resumen

El objetivo de este estudio fue identificar los componentes químicos principales de AMD y explorar los mecanismos de acción de AMD en la regulación del ritmo circadiano de ratas insomnes a través de la vía de señalización extracelular regulada por la quinasa 1/2 (ERK1/2) / interacción quinasa entre la proteína quinasa activada por mitógenos (MNK) / factor de iniciación de la traducción 4E (eIF4E). Se identificaron los componentes químicos principales de AMD mediante cromatografía líquida de alta eficacia con espectrometría de masas lineal de trampa iónica de órbita (UPLC-LTQ/Orbitrap/MS) en combinación con estándares de referencia. Se asignaron sesenta ratas macho SD aleatoriamente a un grupo en blanco, un grupo de modelo, un grupo de melatonina, un grupo de dosis baja, media y alta de AMD, con diez ratas en cada grupo, excepto en el grupo en blanco que se administró la inyección intraperitoneal de ácido 4-clorofenilacético para inducir insomnio. Se utilizaron experimentos de campo abierto y ritmo circadiano para medir el ritmo de actividad-reposo de las ratas, la tinción de hematoxilina-eosina (HE) y la tinción de Nissl para observar cambios en la estructura de las neuronas del hipotálamo, inmunofluorescencia, reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa en tiempo real (PCR en tiempo real) y Western blot para detectar la expresión de ARN y proteínas relacionadas con la vía ERK1/2/MNK/eIF4E en el hipotálamo. Se identificaron cincuenta componentes químicos en AMD, incluyendo flavonoides, fenilpropanoides, triterpenoides saponinas, alcaloides y lignanos. En comparación con el grupo en blanco, el grupo de modelo mostró un aumento significativo en la distancia total recorrida, la velocidad media, el tiempo de permanencia en la zona central y la duración acumulada de la postura erguida (P<0.01), y un alargamiento significativo del tiempo total de actividad y reposo (P<0.01); una disposición neuronal hipotalámica dispersa, una disminución en el número de neuronas, la desaparición de algunos núcleos celulares y la ruptura del núcleolo, así como un aumento significativo en el índice de apoptosis celular (P<0.01); un citoplasma turbio, un cambio de color más claro en el cuerpo de Nissl y un aumento significativo en el índice de apoptosis del cuerpo de Nissl (P<0.01); una disminución significativa en los niveles de ARN de ERK1/2, MNK y eIF4E en el hipotálamo (P<0.01); una disminución significativa en los niveles de proteínas de ERK1/2, fosforilada-p-ERK1/2, MNK, fosforilada-p-MNK, eIF4E y fosforilada-p-eIF4E en el hipotálamo (P<0.01). En comparación con el grupo de modelo, el grupo de alta dosis de AMD mostró una disminución significativa en la distancia total recorrida, la velocidad media, el tiempo de permanencia en la zona central y la duración acumulada de la postura erguida (P<0.01), similar a la del grupo de melatonina. La distancia recorrida, la velocidad media y la duración acumulada de la postura erguida en los grupos de dosis media y baja de AMD mostraron una disminución significativa (P<0.01). La longitud total de actividad y el tiempo total de actividad se redujeron significativamente en todos los grupos de dosis de AMD (P<0.01), y el tiempo total de actividad en el grupo de alta dosis de AMD se alargó significativamente (P<0.01). La diferencia en el tiempo promedio de actividad diurna y nocturna en los grupos de dosis media y alta de AMD aumentó, y la disposición neuronal hipotalámica se volvió más densa y el número de neuronas aumentó, con un descenso significativo en el índice de apoptosis celular en el hipotálamo en los grupos de dosis media y alta de AMD (P<0.05, P<0.01). El citoplasma estaba más claro y el cuerpo de Nissl era más oscuro en los grupos de dosis media y alta de AMD, con una disminución significativa en el índice de apoptosis del cuerpo de Nissl (P<0.01). Los niveles de ARN y proteínas de ERK1/2, MNK y eIF4E en el hipotálamo aumentaron significativamente en los grupos de dosis media y alta de AMD (P<0.05, P<0.01). Conclusiones: AMD contiene cincuenta compuestos químicos, como flavonoides, fenilpropanoides, triterpenoides saponinas, que tienen la ventaja de mejorar el insomnio a través del efecto sinérgico de múltiples componentes y vías, regulando positivamente la expresión de proteínas relacionadas con la vía de señalización ERK1/2/MNK/eIF4E para mejorar el ritmo circadiano alterado de ratas insomnes inducido por PCPA.

palabra clave

AMD; ritmo circadiano; hipotálamo; quinasa regulada por señales extracelulares 1/2 (ERK1/2) / interacción quinasa entre la proteína quinasa activada por mitógenos (MNK) / factor de iniciación de la traducción 4E (eIF4E)

References

  1. 1.
    LU J Y,YAN C,YU G Y,et al.A review of open-source datasets of physiological signals for sleep research[J].Chin J Biomed Eng,2024,43(3):358-368.
  2. 2.
    LIN Y,HU Y,GUO J,et al. Association between sleep and multimorbidity in Chinese elderly:Results from the Chinese longitudinal healthy longevity survey (CLHLS)[J].Sleep Med,2022,98:1-8.
  3. 3.
    BELLOIR J,MAKAREM N,SHECHTER A.Sleep and circadian disturbance in cardiovascular risk[J].Curr Cardiol Rep,2022,24 (12):2097-2107.
  4. 4.
    ZHANG Z,LI L,LI X,et al. Promoting healthy sleep in Chinese kindergarteners through a family-based intervention: protocol of the "Healthy Sleep" randomised controlled trial[J].BMC Public Health,2023,23 (1):1865.
  5. 5.
    HU S F,LIU Y,SUN H Q.Progress on circadian rhythm sleep-wake disorders in the elder[J].World J Sleep Med,2017,4(1):41-46.
  6. 6.
    XU B,WANG P.Exploration and research evaluation of the source and flow formula of Anmeidan[J].Chin J Tradit Chin Med Pharm,2022,37(8):4330-4333.
  7. 7.
    RAN S M.Research on the theory of treating insomnia with nourishing vitality-calming mind and the effect of Anmeidan improves sleep in a zebrafish model of sleep deprivation[D].Wuhan:Hubei University of Chinese Medicine,2022.
  8. 8.
    XIA J.Study on the theory of light-mediated circadian rhythm and the effect of Anmeidan on MAPK/MNK/eIF4E pathway in zebrafish[D].Wuhan:Hubei University of Chinese Medicine,2020.
  9. 9.
    XIE G J,XU B,HUANG P P,et al.Effects of Anmei pills on the energy metabolism disorders of sleep deprived rats by regulating mitochondrial biosynthesis in the AMPK signaling pathway[J].Chin J Tradit Chin Med Pharm,2021,36(9):5521-5525.
  10. 10.
    XU B,WANG P,XIA J,et al.Anmeidan regulates hepatic neurotransmitters and circadian rhythm in rat model of insomnia via OX1R/PLCβ-1/PKCα/ERK1/2 signaling pathway[J].Chin J Exp Tradit Med Form,2024,30(15):11-20.
  11. 11.
    XU B,XIE G J,XIA J,et al.Effects of Anmeidan on regulating OXA/CREB/PER1 signaling pathway in sd rats circadian rhythm disorder[J].World Sci Technol Mod Tradit Chin Mater Med,2022,24(1):298-308.
  12. 12.
    QIAO T,WANG Y,LIANG K,et al. Effects of the Radix Ginseng and Semen Ziziphi Spinosae drug pair on the GLU/GABA-GLN metabolic cycle and the intestinal microflora of insomniac rats based on the brain-gut axis[J].Front Pharmacol,2022,13:1094507.
  13. 13.
    LU Y,ZHAO G J,WU F S,et al.Sleep intervention by gamma-aminobutyric acid in mice with circadian rhythm disorder[J].Acta Nutri Sin,2023,45(2):139-147.
  14. 14.
    CAI M,CHEN L L,XU B,et al.Comparative study on sedative and hypnotic effects of Semen Ziziphi Spinosae before and after processing[J].Chin Pharmacol Bull,2024,40(5):984-991.
  15. 15.
    HU Q P,JIAO J L,FU C H,et al.Study on the extraction process of total saponins and ginsenoside Rb3 from the aboveground part of Panax notoginseng[J].Guangming J Chin Med,2019,34(5):701-703.
  16. 16.
    WANG R Y.Study on the sleep-promoting/anti-depression effect substances and mechanism of action of Schisandra chinensis[D].Nanchang:Jiangxi University of Chinese Medicine,2023.
  17. 17.
    YANG C,ZHU X C,WAN H T,et al.Spectrum-effect relationship study on parched Ziziphi Spinosae Semen for its sedative and hypnotic effects based on gray correlation analysis[J].Chin Tradit Herb Drugs,2021,52(17):5267-5274.
  18. 18.
    WANG J,NI J,QU W M,et al.Spinosin induces non-rapid eye movement sleep in mice[J].Chin J Pharm Toxicol,2016,30(10):1018.
  19. 19.
    ZHANG B.Studies on the chemical constituents of the Root and Rhizoma of Ligusticum jeholense[D].Changchun:Changchun University of Chinese Medicine,2009.
  20. 20.
    XIA T J,YAN M Z,WANG Z,et al.Research progress on animal models of insomnia and evaluation methods[J].Acta Lab Anim Sci Skin,2022,30(3):428-435.
  21. 21.
    QU H S,YANG Y,JIN R Y,et al.Improvement of Jiaotai pill water decoction on circadian rhythm disorders in insomnia mice[J].Shandong Med J,2023,63(27):7-11.
  22. 22.
    LONG Q H,ZHAO B B,DING L,et al.Shenghuitang mitigates cognitive impairment and circadian rhythm disturbance in mouse model of Alzheimer's disease via regulating expression levels of neurotransmitters[J].Chin J Exp Tradit Med Form,2022,28(22):16-22.
  23. 23.
    CAI SQ,LI YH,LI J,et al.Research progress of behavior experimental methods in rats[J].Med Recapitulate,2018,24(5):916-920.
  24. 24.
    LIU Y,LI J C,XUE R,et al.Curative effects and mechanism of cannabidiol-melatonin formula on insomnia and circadian rhythm disturbance in mice and rats[J].Chin J Pharm Toxicol,2023,37(2):81-90.
  25. 25.
    IROEGBU J D,IJOMONE O K,FEMI-AKINLOSOTU O M,et al. ERK/MAPK signalling in the developing brain: Perturbations and consequences[J].Neurosci Biobehav Rev,2021,131:792-805.
  26. 26.
    CAO R,GKOGKAS C G,DE ZAVALIA N,et al.Light-regulated translational control of circadian behavior by eIF4E phosphorylation[J].Nat Neurosci,2015,18 (6):855-862.
  27. 27.
    XIE J,MERRETT J E,JENSEN K B,et al.The MAP kinase-interacting kinases (MNKs) as targets in oncology[J].Expert Opin Ther Targets,2019,23(3):187-199.
  28. 28.
    WASKIEWICZ A J,FLYNN A,PROUD C G,et al. Mitogen-activated protein kinases activate the serine/threonine kinases Mnk1 and Mnk2[J].EMBO J,1997,16 (8):1909-1920.
  29. 29.
    ALESSANDRO M S,GOLOMBEK D A,CHIESA J J. Protein kinases in the photic signaling of the mammalian circadian clock[J].Yale J Biol Med,2019,92 (2):241-250.
  30. 30.
    XIA H X,TANG Q Z,ZHOU H,et al.Effect of Mnk1 on lipopolysaccharide-induced inflammatory responses in macrophages[J].J Hainan Med,2023,29(4):246-252.

Leer el texto completo

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