Trừu tượng:Quercetin đã được nghiên cứu rộng rãi về tác dụng chống bệnh Alzheimer (AD) và chống lão hóa. Các nghiên cứu trước đây của chúng tôi đã phát hiện ra rằng quercetin và ở dạng glycoside của nó, rutin, có thể điều chỉnh chức năng đáng tin cậy trong các tế bào u nguyên bào thần kinh. Mục đích của chúng tôi là khám phá tác động của quercetin và rutin đối với cân bằng nội môi oxy hóa khử nội bào của não (glutathione khử/glutathione oxy hóa, GSH/GSSG), mối tương quan của nó với hoạt động của enzyme cắt APP 1 (BACE1) tại chỗ và protein tiền chất amyloid (APP) biểu hiện ở chuột chuyển gen TgAPP (mang gen chuyển gen APP đột biến Thụy Điển ở người, APPswe). Trên cơ sở quá trình xử lý APP và protein BACE1 được điều chỉnh bởi con đường proteasome ubiquitin, và việc bổ sung GSH bảo vệ tế bào thần kinh khỏi sự ức chế proteasome, chúng tôi đã điều tra xem liệu chế độ ăn có chứa quercetin hoặc rutin (30 mg/kg/ngày, 4 tuần) có làm giảm một số dấu hiệu sớm của AD. Phân tích kiểu gen của động vật được thực hiện bằng PCR. Để xác định cân bằng nội môi oxi hóa khử nội bào, các phương pháp đo quang phổ huỳnh quang đã được áp dụng để định lượng mức GSH và GSSG bằng cách sử dụng o-phthalaldehyd và tỷ lệ GSH/GSSG đã được xác định. Mức độ TBARS được xác định là dấu hiệu của quá trình peroxy hóa lipid. Các hoạt động enzyme của SOD, CAT, GR và GPx được xác định trong vỏ não và hồi hải mã. Hoạt tính BACE1 được đo bằng cơ chất dành riêng cho secretase được kết hợp với hai phân tử phóng viên (EDANS và DABCYL). Biểu hiện gen của các enzym chống oxy hóa chính: APP, BACE1, protein 10 chứa miền Disintegrin và metallicoproteinase (ADAM10), caspase-3, caspase-6 và các cytokine gây viêm được xác định bằng RT-PCR. Đầu tiên, sự biểu hiện quá mức của APPswe ở chuột TgAPP đã làm giảm tỷ lệ GSH/GSSG, tăng nồng độ malonaldehyde (MDA) và nhìn chung, làm giảm hoạt động của enzyme chống oxy hóa chính so với chuột hoang dã (WT). Điều trị chuột TgAPP bằng quercetin hoặc rutin làm tăng GSH/GSSG, làm giảm mức MDA và tăng cường khả năng chống oxy hóa của enzyme, đặc biệt là với rutin. Thứ hai, cả biểu hiện APP và hoạt động BACE1 đều bị giảm với quercetin hoặc rutin ở chuột TgAPP. Về ADAM10, nó có xu hướng tăng ở chuột TgAPP được điều trị bằng rutin. Đối với biểu thức caspase-3, TgAPP hiển thị mức tăng ngược lại với rutin. Cuối cùng, sự gia tăng biểu hiện của các dấu hiệu viêm IL-1 và IFN- ở chuột TgAPP đã giảm xuống bởi cả quercetin và rutin. Nói chung, những phát hiện này cho thấy rằng, trong số hai flavonoid, rutin có thể được đưa vào chế độ ăn uống hàng ngày như một hình thức trị liệu bổ trợ trong AD.

Nhấp vào Kho hóa chất Cistanche chống oxy hóa

【Để biết thêm thông tin:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

từ khóa:quercetin; rutin; glutathione; ứng dụng; BẠC1; Bệnh Alzheimer

1. Giới thiệu

Sự suy giảm chức năng nhận thức là một triệu chứng thoái hóa thần kinh lâm sàng cơ bản liên quan chặt chẽ đến tuổi tác [1]. Tác động của dinh dưỡng đối với sự suy giảm nhận thức liên quan đến tuổi tác là một chủ đề ngày càng phát triển, vì nó là một yếu tố quan trọng có thể dễ dàng sửa đổi. Những thay đổi bệnh lý trong não được quan sát thấy trong quá trình suy giảm nhận thức diễn ra trước bất kỳ biểu hiện lâm sàng nào, chủ yếu xảy ra ở tuổi già. Điều này cung cấp một khoảng thời gian dài hơn để thiết lập các chiến lược phòng ngừa liên quan đến suy giảm nhận thức và chứng mất trí liên quan đến tuổi tác, đây là mối quan tâm lớn về sức khỏe cộng đồng [2]. Trong nhiều năm, nghiên cứu chuyên sâu về các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên, được tìm thấy trong chế độ ăn uống hàng ngày, đã được thực hiện trên liệu pháp tăng cường nhận thức [3].

Một trong những bệnh thoái hóa thần kinh liên quan đến tuổi tác phổ biến nhất là bệnh Alzheimer (AD), được đặc trưng bởi hai dấu hiệu bệnh lý thần kinh: mảng amyloid- (A) và rối loạn sợi thần kinh. Ví dụ, về mặt nghiên cứu trên động vật, các mô hình động vật có thể mô phỏng giai đoạn không có triệu chứng của AD bằng cách sửa đổi protein tiền chất A (APP) [4,5].

Đáng chú ý, một số hóa chất thực vật có hoạt tính sinh học có nguồn gốc từ thực vật có liên quan đến nhiều lợi ích sức khỏe và giảm nguy cơ mắc nhiều bệnh đã được sàng lọc để hình thành các phức hợp không cộng hóa trị với amyloid-(A) peptide [3].

Mặc dù nhiều loại thuốc truyền thống và các sản phẩm ăn kiêng tự nhiên đã cho thấy tiến bộ lớn trong việc giảm thiểu bệnh lý AD, nhưng chúng tôi hoàn toàn nhận thức được những hạn chế của mô hình động vật AD, vì tác dụng đầy hứa hẹn của những chất đó không phải lúc nào cũng có thể lặp lại trong các nghiên cứu ở người [6]. Tuy nhiên, do khó khăn trong việc phân tích mô não ở người, đặc biệt là ở giai đoạn rất sớm của quá trình tiến triển, nên các nghiên cứu trên mô hình loài gặm nhấm là cần thiết. Do đó, các mô hình thử nghiệm này có thể hỗ trợ phát triển các tác nhân người dùng từ các loại thuốc truyền thống và các hợp chất tự nhiên an toàn để trì hoãn sự tiến triển của các bệnh thoái hóa thần kinh. Vì vậy, nên ưu tiên thử nghiệm các hợp chất tự nhiên, được tìm thấy trong chế độ ăn hàng ngày, để phòng ngừa bệnh tật và bảo vệ chống lại nguy cơ mắc bệnh AD.

Trong số các tác nhân tự nhiên quan trọng trong chế độ ăn uống này là quercetin, đây là flavonoid polyphenolic chính trong một số loại trái cây và rau quả [7]. Quercetin chủ yếu hiện diện ở dạng glycoside của nó, tức là rutin. Về phần mình, rutin (quercetin-3-O-rutinoside) đã cho thấy tác dụng sâu sắc đối với các chức năng khác nhau của tế bào, là nền tảng của một số tình trạng bệnh lý, cụ thể là kháng khuẩn, chống ung thư, chống huyết khối, bảo vệ tim mạch và bảo vệ thần kinh. Những tác dụng dược lý này chủ yếu liên quan đến các hoạt động chống viêm và chống oxy hóa của rutin. Do khả năng vượt qua hàng rào máu-não và/hoặc các chất chuyển hóa của nó, người ta đã chứng minh rằng rutin có thể làm thay đổi cả triệu chứng nhận thức và hành vi của các bệnh thoái hóa thần kinh [8].

Các nghiên cứu trước đây của chúng tôi đã phát hiện ra rằng cả flavonoid, quercetin và rutin đều ảnh hưởng đến các con đường truyền tín hiệu và mạng lưới phân tử khác nhau liên quan đến việc điều chỉnh các chức năng đáng tin cậy trong các tế bào u nguyên bào thần kinh [9]. Ngoài ra, người ta đã chứng minh rằng biểu hiện BACE1 và quá trình xử lý APP được điều chỉnh bởi con đường proteasome ubiquitin, [10] và việc bổ sung các tế bào thần kinh được bảo vệ bằng glutathione (GSH) giảm khỏi sự ức chế proteasome [11]. Sự suy giảm GSH trong não là một phát hiện phổ biến ở những bệnh nhân mắc các bệnh thoái hóa thần kinh, chẳng hạn như AD, và có thể gây thoái hóa thần kinh trước khi khởi phát bệnh [12]. Sự phổ biến của BACE1 và ngăn chặn con đường proteaome ubiquitin ức chế sự thoái biến của BACE1 và do đó, dẫn đến tăng sản xuất hoạt động enzyme BACE1 [10].

Dựa trên những phát hiện này và thói quen ăn kiêng cũng như việc bổ sung có thể ảnh hưởng đến tình trạng oxy hóa khử của tế bào, chúng tôi nhằm mục đích khám phá tác động của chế độ ăn uống có chứa quercetin hoặc rutin đối với cân bằng nội môi oxy hóa khử nội bào (GSH/GSSG), mối tương quan của nó với hoạt động BACE1, và biểu hiện APP trong các mô hình chuột của AD (mang gen đột biến protein tiền chất Amyloid của người Thụy Điển, APPswe).

Cuối cùng, vì có bằng chứng thuyết phục về tác dụng của việc bổ sung flavonoid trong việc cải thiện các lĩnh vực nhận thức cụ thể và/hoặc kết quả chụp cộng hưởng từ [13], chúng tôi đã cố gắng bắt chước, ở động vật, một biện pháp can thiệp bằng cách cung cấp một chế độ ăn uống lành mạnh chứa một lượng vừa phải một hoạt chất tiềm năng cụ thể. thành phần (quercetin hoặc rutin) như một chiến lược hiệu quả để ngăn chặn sự biểu hiện của các dấu hiệu AD.

2. Kết quả

2.1. Kiểu gen của chuột

Thuộc địa chuột TgAPP được phát triển trong phòng thí nghiệm của chúng tôi từ những con đực dị hợp tử Tg2576 và những con cái kiểu hoang dã. Kiểu gen của chuột đã được thực hiện để phát hiện các cá thể chuyển gen. Trong số tất cả những con chuột được thử nghiệm, khoảng 40% được phát hiện là biến đổi gen (TgAPP).

Các sản phẩm PCR thu được được phân tách bằng điện di trong gel agarose 1,5 phần trăm trong bộ đệm 0.5X TBE (Tris-Borate-EDTA) ở 70 V (điện áp không đổi) và sau đó được tạo ảnh bằng cách nhuộm bằng GelRed (Millipore). Cấu hình khuếch đại cho cả chuột biến đổi gen và chuột WT được hiển thị trong Hình 1.

2.2. Glutathione

Để đánh giá cân bằng nội môi oxi hóa khử nội bào trong tế bào thần kinh ở chuột TgAPP, nồng độ GSH và GSSG đã được định lượng và tỷ lệ GSH/GSSG được xác định là dấu hiệu của khả năng khử tế bào ở cả nam và nữ (Hình 2).

Khi đánh giá tác động của gen chuyển đối với hệ thống glutathione, sự suy giảm khả năng khử tế bào (GSH/GSSG) đã được quan sát thấy ở chuột TgAPP liên quan đến động vật WT, ở cả con đực và con cái và cả hai vùng não (Hình 2C3, H3), đặc biệt là ở hải mã. Ở cả chuột WT và TgAPP, tỷ lệ GSH/GSSG ở con đực thấp hơn đáng kể so với con cái (Hình 2C3, H3; p < 0.05). Trong khi ở con cái TgAPP, sự suy giảm này là kết quả của mức GSH thấp hơn (Hình 2C1, H1), thì ở con đực TgAPP, nó chủ yếu được quy cho sự gia tăng mức GSSG (Hình 2C2, H2).

Những thay đổi về mức độ GSH và GSSG của chuột TgAPP, tương ứng, khi điều trị bằng quercetin hoặc rutin, nổi bật hơn ở nam giới so với nữ giới. Dường như quercetin có xu hướng làm tăng mức GSH (Hình 2C1, H1; p < 0.05) và rutin làm giảm mức GSSG (Hình 2C2, H2; p < 0,05).

Các phương pháp điều trị bằng quercetin và rutin, ở cả con đực và con cái, có thể đảo ngược tình trạng giảm tỷ lệ GSH/GSSG ở vùng hải mã (Hình 2H3) nơi mà sự phục hồi năng lượng oxy hóa khử là đáng kể so với những con chuột TgAPP không được điều trị. Ở con đực, chỉ số này đạt được các giá trị tương tự như chỉ số của chuột WT ở vùng hải mã (H3). Ở con cái, mặc dù tỷ lệ này không cao bằng tỷ lệ của chuột WT, nhưng việc điều trị bằng quercetin và rutin đã tăng cường đáng kể tỷ lệ này so với tỷ lệ của chuột TgAPP ở vùng hải mã của chúng (H3: quercetin, p < 0.{{ 6}}01; rutin, p < 0,05).

2.3. Chất phản ứng với axit thiobarbituric (TBAR)

Mức độ TBAR được xác định là dấu hiệu của quá trình peroxy hóa lipid. Sử dụng các đường chuẩn, kết quả được biểu thị bằng nồng độ malondialdehyd (MDA) (Hình 3).

Sau khi biểu hiện quá mức APP, mức MDA tăng đáng kể khi so sánh với chuột WT đã được quan sát thấy ở cả vỏ não (Hình 3) và vùng hải mã (Hình 3H) và ở cả nam và nữ (p < 0.001) .

Ở con cái TgAPP, cả phương pháp điều trị bằng quercetin và rutin hầu như đã khôi phục mức MDA giống như ở chuột WT (Hình 3, H). Tương tự như vậy, ở những con đực TgAPP, cả hai phương pháp điều trị bằng quercetin và rutin đều phục hồi mức MDA giống như ở chuột WT ở vỏ não (Hình 3) và thậm chí còn giảm hơn nữa ở vùng hải mã (Hình 3H). Ở cả chuột WT và TgAPP, không được điều trị và điều trị bằng chế độ ăn kiêng flavonoid, nồng độ MDA phụ thuộc vào giới tính (Hình 3C, H; p < 0.05), ngoại trừ chuột TgAPP được điều trị bằng quercetin ở vùng hải mã.

2.4. Hoạt động của Enzyme và Biểu hiện của Enzyme Chống Oxy hóa

Để giải quyết liệu quy định về hoạt động của enzym hoặc sự biểu hiện gen của các enzym chống oxy hóa chính, hoặc cả hai, có xảy ra trong chế độ ăn kiêng quercetin hoặc rutin hay không, việc xác định hoạt động của enzym và mức độ mRNA đã được thực hiện.

Hình 4 cho thấy các hoạt động enzyme của SOD, CAT, GR và GPx, được xác định ở chuột cái và chuột đực, trong vỏ não (Hình 4a) và vùng hải mã (Hình 4b).

Do sự biểu hiện quá mức của APP, người ta chỉ thấy hoạt động CAT giảm đáng kể ở chuột TgAPP so với chuột WT ở cả vỏ não (Hình 4a(C2); p < 0.05) và vùng hải mã (Hình 4b(H2); p < 0,05).

Điều trị bằng quercetin không tạo ra bất kỳ sự thay đổi đáng kể nào trong hoạt động của enzym so với chuột TgAPP, ở con đực hoặc con cái, ở vùng não được nghiên cứu. Ngược lại, động vật được điều trị bằng rutin có sự gia tăng hoạt động CAT ở vỏ não (Hình 4a(C2)) và hoạt động GR ở vùng hải mã (Hình 4b(H3)) ở cả con đực và con cái (p < 0 .05). Hơn nữa, rutin làm tăng hoạt động CAT hồi hải mã ở nam giới TgAPP (Hình 4b(H2)) và hoạt động GPx ở nữ giới (Hình 4b(H4)).

Hình 5 cho thấy biểu hiện gen của các enzym chống oxy hóa chính, SOD, CAT, GR và GPx, được xác định ở chuột cái và chuột đực, trong vỏ não (Hình 5a) và vùng hải mã (Hình 5b).

Không có sự khác biệt về biểu hiện gen giữa chuột TgAPP và WT đối với các enzyme chống oxy hóa chính (Hình 5a, b). Những con đực TgAPP được điều trị bằng rutin cho thấy sự gia tăng đáng kể biểu hiện của CAT ở vùng hải mã (Hình 5b(H2)). Đối với GPx hồi hải mã, một mô hình tương tự như CAT đã được quan sát, mặc dù mức tăng không đáng kể (Hình 5b(H4)).

2.5. Xử lý ứng dụng: BACE1 và ADAM10

Kết quả hoạt động của enzym BACE1 ở cả vỏ não và hồi hải mã ở nam và nữ được thể hiện trong Hình 6, được biểu thị bằng phần trăm hoạt động liên quan đến chuột TgAPP không được điều trị.

Trong Hình 6, hoạt tính của enzym BACE1 ở chuột TgAPP được phát hiện tăng khoảng 10 phần trăm khi so sánh với chuột WT, ở cả vùng não được điều tra và ở cả hai giới, và được phát hiện là có ý nghĩa thống kê (p < 0,05).

Sự gia tăng hoạt động được quan sát thấy ở những con chuột biến đổi gen đã bị hạ thấp bởi cả phương pháp xử lý quercetin và rutin, cả ở vỏ não và vùng hải mã. Tuy nhiên, vẫn có thể lưu ý rằng tác dụng của rutin lớn hơn một chút so với quercetin ở nam giới.

Sau khi biết được hoạt động của BACE1, chúng tôi quyết định thực hiện nghiên cứu biểu hiện gen của APP, đặc điểm chính của mô hình động vật chuyển gen và các enzym xử lý chính của nó: BACE1 và ADAM10. Hình 7 cho thấy kết quả thu được ở chuột cái và chuột đực, ở cả vỏ não và vùng hải mã.

Ở cả hai giới, sự gia tăng đáng kể biểu hiện APP lớn hơn 85 phần trăm đã được quan sát thấy ở chuột WT, chứng tỏ sự biểu hiện quá mức của gen ở cả vỏ não (Hình 7C1; p < 0.05) và ở vùng hải mã (Hình 7H1; p < 0.05). Phương pháp điều trị bằng quercetin và rutin có thể làm giảm biểu hiện này hơn 45 phần trăm (p < 0,05) đối với cả chuột đực và chuột cái ở cả hai vùng não được điều tra (Hình 7C1, H1), với các hiệu ứng nổi bật hơn ở vùng hải mã ( Hình 7H1).

Đối với biểu hiện protein BACE1, mặc dù hoạt động của BACE1 đã bị thay đổi, nhưng không có sự khác biệt đáng kể giữa chuột chuyển gen và chuột không chuyển gen bất kể giới tính và điều trị bằng flavonoid đã được kiểm tra.

Do đó, chúng tôi đã đánh giá biểu thức ADAM10 liên quan đến quá trình xử lý APP không amyloidogen. Mặc dù những thay đổi trong biểu hiện ADAM10 ở chuột TgAPP so với chuột WT không có ý nghĩa thống kê, nhưng đã có sự giảm nhẹ. Về phương pháp điều trị bằng flavonoid, rutin cho thấy xu hướng biểu hiện ADAM10 ngày càng tăng, ở cả nam và nữ và ở cả hai vùng não (Hình 7C3, H3).

【Để biết thêm thông tin:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】