Исследование улучшающего действия сапонина VI Чуаньсудуань на нейрогенез и когнитивные функции у мышей, лишенных сна
Депривация сна (ДС) - это состояние частичной или полной потери нормального сна, вызванное различными причинами, которое широко распространено в современном обществе. Длительное лишение сна может привести к функциональным нарушениям в организме, вызывая нейрокогнитивную дисфункцию. Исследования подтвердили, что лишение сна активирует микроглии в центральной нервной системе и побуждает их к высвобождению нейротоксичных молекул. Активированная микроглия влияет на когнитивные функции через такие механизмы, как гиппокампальный нейрогенез и синаптическая пластичность. Недостаток сна серьезно влияет на физическое и психическое здоровье людей и является социальной проблемой здравоохранения, которую нельзя игнорировать. Разработка эффективных лекарств для борьбы с ней имеет большой потенциал.

Аспросапонин VI (ASA VI) - это тритерпеноидный сапонин, выделенный из традиционной китайской медицины Dipsaci Radix, который обладает хорошим противоостеопорозным, противовоспалительным и нейропротекторным действием. Предыдущие исследования показали, что ASAVI может эффективно проникать через гематоэнцефалический барьер, регулировать функцию микроглии, способствовать пролиферации и дифференцировке нейрональных стволовых клеток, а также демонстрировать хорошую фармакологическую активность в исследованиях против депрессии и деменции. В данном исследовании изучалось влияние ASA VI на когнитивные функции мышей, лишенных сна, а также изучался механизм его действия, что послужило основой для разработки соответствующих интервенционных препаратов.

Дефицит сна может оказывать обширное и глубокое влияние на когнитивное поведение и тесно связан с возникновением различных заболеваний. Данное исследование показало, что лишение сна существенно влияет на кратковременную память и способность к пространственному обучению и запоминанию у мышей, увеличивает количество микроглии, повышает уровень экспрессии воспалительных факторов и подавляет нейрогенез гиппокампа у взрослых. Вмешательство натурального активного ингредиента ASA VI значительно улучшило когнитивные функции лишенных сна мышей, одновременно подавляя экспрессию провоспалительных цитокинов IL-1 β, TNF - α и IL-6 в гиппокампе, повышая уровень экспрессии противовоспалительных цитокинов IL-4, IL-10 и нейротрофического фактора BDNF, а также способствуя нейрогенезу в гиппокампе. Это свидетельствует о том, что ASA VI, являясь противовоспалительным и нейропротекторным препаратом, оказывает эффект улучшения обучения и памяти у мышей, лишенных сна.
Микроглия - это тип высокогетерогенных иммунных клеток, которые не происходят из центральной нервной системы. Они играют важную роль в иммунном надзоре и поддержании гомеостаза внутренней среды. При стимуляции микроглия укорачивает свои отростки, расширяет клеточные тела и переходит в состояние иммунной защиты, выделяя большое количество провоспалительных цитокинов. Данное исследование показало, что лишение сна может вызывать чрезмерную активацию микроглии в гиппокампе, тем самым увеличивая сверхэкспрессию провоспалительных цитокинов IL-1 β, TNF - α и IL-6. При продолжении депривации сна эти факторы воспаления могут привести к хроническому нейровоспалению и вызвать хроническое повреждение нейронов, астроцитов, олигодендроцитов и других клеток мозга, что в конечном итоге приведет к когнитивной дисфункции у мышей. Вмешательство ASA VI может улучшить увеличение количества и площади поверхности микроглии в гиппокампе мышей, вызванное лишением сна, и увеличить количество отростков. Снижая секрецию провоспалительных молекул, он также повышает экспрессию противовоспалительных молекул и нейротрофических факторов. Эти результаты позволяют предположить, что возможный механизм, с помощью которого ASA VI улучшает когнитивные функции у мышей, лишенных сна, заключается в трансформации провоспалительного фенотипа микроглии в нейропротекторный фенотип. Микроглия с нейропротекторным фенотипом не только выделяет противовоспалительные цитокины для подавления нейровоспаления, но и секретирует нейротрофические факторы для восстановления поврежденных тканей и выполнения нейропротекторных функций. Результаты данного исследования показали, что по сравнению с группой вмешательства ASA VI, лечение ингибитором LY294002 не оказало существенного влияния на морфологию и количество микроглии, экспрессию воспалительных факторов и нейротрофических факторов, что указывает на то, что в гиппокампе мышей, лишенных сна, ASA VI регулирует фенотип микроглии независимо от сигнального пути PI3K/Akt. Несмотря на отсутствие существенной разницы в экспрессии воспалительных факторов гиппокампа между группой LY294002 и группой ASA VI, лечение LY294002 в определенной степени снижало уровень экспрессии противовоспалительных цитокинов IL-4, IL-10 и нейротрофического фактора BDNF, в то время как уровень экспрессии провоспалительных цитокинов IL-1 β, TNF - α и IL-6 в определенной степени повышался. Линь Цзянань и др. сообщили, что гинзенозид CK ингибирует воспаление, опосредованное микроглией, через сигнальный путь PI3K/AKT. Эти результаты позволяют предположить, что сигнальный путь PI3K/Akt может быть вовлечен в регуляцию нейровоспаления, опосредованного микроглией, и его роль в опосредованном ASA VI воспалении гиппокампа у мышей, лишенных сна, требует дальнейшего изучения.
Нейрогенез в гиппокампе играет важную роль в пластичности мозга и поддержании нейронных сетей, а его функциональные нарушения могут приводить к различным заболеваниям человека, включая депрессию, тревожность, когнитивные нарушения и нейродегенеративные заболевания. Когда в мозге возникает воспаление, основные нейроиммунные клетки мозга - микроглия - чрезмерно активизируются, выделяя медиаторы воспаления и нейротоксические молекулы, которые значительно подавляют уровень нейрогенеза в гиппокампе взрослых, что приводит к повышенному риску эмоциональных расстройств и когнитивной дисфункции. Новообразованные нейроны в гиппокампе грызунов в основном происходят из субгранулярной области (СГЗ) зубчатой извилины, которая играет важную роль в формировании и консолидации памяти. Исследования показали, что нейровоспалительные молекулы, выделяемые микроглией, могут влиять на нейрогенез в гиппокампе взрослого человека путем ингибирования сигнального пути PI3K/Akt. Данное исследование показало, что сигнальный путь PI3K/Akt и количество новых нейронов в гиппокампе мышей, лишенных сна, были значительно подавлены. Вмешательство ASA VI активировало сигнальный путь PI3K/Akt в гиппокампе мышей, лишенных сна, и способствовало нейрогенезу в гиппокампе взрослых. После блокирования сигнального пути PI3K/Akt с помощью LY294002 количество новообразованных нейронов в гиппокампе значительно уменьшилось, а эффект улучшения когнитивных функций у мышей, лишенных сна, под влиянием ASA VI был отменен LY294002. Лю и др. сообщили, что ASA VI может способствовать пролиферации и выживанию нейрональных стволовых клеток, активируя путь PI3K/AKT, и способствовать их дифференцировке в нейроны, защищая нейрональные стволовые клетки от воздействия нейровоспаления, тем самым улучшая гиппокампальный нейрогенез, депрессивноподобное поведение, тревожноподобное поведение и когнитивную дисфункцию у мышей на модели хронического нейровоспаления. Эти результаты указывают на то, что улучшающее действие ASA VI на когнитивные функции у мышей, лишенных сна, зависит от нейрогенного пути, опосредованного сигналом PI3K/Akt.
Таким образом, данное исследование показало, что ASA VI способствует нейрогенезу в гиппокампе взрослого человека, регулируя фенотип микроглии в гиппокампе, увеличивая экспрессию BDNF и активируя сигнальный путь PI3K/Akt, тем самым улучшая когнитивные функции у мышей, лишенных сна. ASA VI имеет потенциальные перспективы развития в качестве противовоспалительного и нейропротекторного препарата.