Gesamtglykoside aus Stängeln von Cistanche Tubulosa lindern depressionsähnliches Verhalten

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Li Fan, Ying Peng, Jingwen Wang, Ping Ma, Lijuan Zhao, Xiaobo Li *

ABSTRAKT

Hintergrund:Als am häufigsten verwendetNieren-Yang entgiftendes KrautIn der traditionellen chinesischen Medizin haben sich getrocknete Sukkulentenstiele von Cistanche tubulosa (Schenk) Wight (CT) als wirksam bei der Behandlung von Depressionen erwiesen. Die antidepressiven Komponenten und ihr zugrunde liegender Mechanismus bleiben jedoch unklar.

Zweck:Untersuchung der aktiven Komponenten von CT gegen Depressionen sowie der potenziellen Mechanismen. Studiendesign und -methoden: Verhaltensverzweiflungstests wurden verwendet, um die antidepressive Wirkung von Polysacchariden, Oligosacchariden und verschiedenen Glykosid-angereicherten Fraktionen, die aus CT getrennt wurden, sowie die typischen Metaboliten der Darmmikrobiota, einschließlich 3-Hydroxyphenylpropionsäure ({{2 }}HPP) und Hydroxytyrosol (HT). Darüber hinaus wurden die Auswirkungen von bioaktiven Fraktionen und Metaboliten auf Modelle für chronisch unvorhersehbaren leichten Stress (CUMS) mit mehreren pharmakodynamischen und biochemischen Analysen untersucht. Veränderungen in der Dickdarmhistologie und der Darmbarriere wurden durch Färbung und immunhistochemische Analyse beobachtet. Darmmikrobiologische Merkmale und Tryptophan-Kynurenin-Metabolismus wurden mittels 16S-rRNA-Sequenzierung bzw. Western-Blotting untersucht.

Ergebnisse:Gesamtglykoside (TG) linderten im Vergleich zu verschiedenen getrennten Fraktionen dramatisch depressionsähnliche Verhaltensweisen, was sich in den synergistischen Wirkungen von Phenylethanoid- und Iridoidglykosiden auf die Hyperaktivierung der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse (HPA), schwere neuro- und periphere Entzündungen widerspiegelt. und Mängel an 5-Hydroxytryptamin (5-HT) und aus dem Gehirn stammenden neurotrophen Faktoren im Hippocampus. Darüber hinaus milderte TG geringgradige Entzündungen im Dickdarm und Störungen der Darmbarriere, und die Häufigkeit mehrerer Bakteriengattungen korrelierte stark mit der HPA-Achse und Entzündungen bei CUMS-Ratten. Konsequenterweise war die Expression von Indolamin 2, 3--Dioxygenase 1 (IDO1) im Dickdarm nach TG-Verabreichung signifikant reduziert, begleitet von der Unterdrückung des Tryptophan-Kynurenin-Metabolismus. Andererseits übte HT auch eine deutliche antidepressive Wirkung aus, indem es die Funktion der HPA-Achse, die entzündungsfördernde Zytokinfreisetzung und den Tryptophan-Kynurenin-Metabolismus verbesserte, während es nicht in der Lage war, die gestörte Darmmikrobiota auf die gleiche Weise wie TG weitgehend anzupassen. Überraschenderweise konnten TG und HT, Fluoxetin überlegen, die Dysfunktion der Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-Achse und den abnormalen zyklischen Nukleotidstoffwechsel weiter verbessern.

Cistanche-Salsa-Vorteilekönnte weiterFunktionsstörungen verbessern.

Einführung

Depression ist eine chronische, wiederkehrende und potenziell lebensbedrohliche psychische Störung, die weltweit bis zu 20 Prozent der Bevölkerung betrifft (Nabavi et al., 2017). Obwohl zahlreiche Antidepressiva zugelassen sind, sind die Nebenwirkungen derzeit besorgniserregend. Insbesondere die Langzeitbehandlung mit selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmern (SSRIs) wie Fluoxetin, dem wichtigsten pharmakologischen Wirkstoff gegen Depressionen, verschlimmerte Probleme wie chronische sexuelle Dysfunktion (Bijlsma et al., 2014); dies hat der Entdeckung neuartiger Antidepressiva aus natürlichen Kräutern zunehmend Aufmerksamkeit geschenkt (Wang et al., 2019). In der Theorie der traditionellen chinesischen Medizin (TCM) führt ein Nieren-Yang-Mangel zu Leistungsmerkmalen, die den klinischen Symptomen einer Depression ähneln, wie Niedergeschlagenheit, Interessenverlust und Sentimentalität (Yang et al., 2020), was die Gedanken fördert zur Linderung von depressionsähnlichen Verhaltensweisen durch tonisierendes Nieren-Yang. Zufälligerweise besitzen viele Nieren-Yang-tonisierende Kräuter den Vorteil, die sexuelle Funktion zu verbessern (Wu et al., 2015). Solche Studien lenken unsere Aufmerksamkeit auf die potenzielle Anwendung von Cistanches Herba, dem in der TCM am häufigsten verwendeten Nieren-Yang-tonisierenden Kraut und wirksam bei der Behandlung männlicher sexueller Dysfunktion (Wang et al., 2020), im Hinblick auf die Entwicklung von Antidepressiva. Cistanches Herba, offiziell als getrocknete Sukkulentenstiele von Cistanche tubulosa (Schrenk) Wight (CT) und Cistanche deserticola (YC Ma) im Chinesischen Arzneibuch (Wang et al., 2017) verzeichnet, wurde in China und anderen ostasiatischen Ländern verwendet seit dem 15. Jahrhundert zur Behandlung von Erkrankungen wie Nieren-Yang-Mangel, Impotenz und weiblicher Unfruchtbarkeit. Moderne pharmakologische Studien zeigen, dass Cistanches Herba mehrere Bioaktivitäten hat, wie z. B. Stärkung der Immunität, Neuroprotektion, antioxidative, Anti-Aging- und Anti-Müdigkeits-Effekte (Wang et al., 2017). Die neuroprotektiven Eigenschaften von Cistanches Herba deuten auf sein therapeutisches Potenzial bei kognitiven Erkrankungen wie Schlaganfall, Depression und Alzheimer hin (Wang et al., 2020). In unserer vorherigen Studie fanden wir heraus, dass CT-Extrakt das depressionsähnliche Verhalten von Ratten mit chronisch unvorhersehbarem mildem Stress (CUMS) linderte (Li et al., 2018). Bis heute hat die chemische Analyse von CT gezeigt, dass seine Hauptbestandteile Phenylethanoidglykoside, Iridoidglykoside, Polysaccharide und Oligosaccharide umfassen (Jiang und Tu, 2009), jedoch bleibt die Art der Verbindung, die eine dominierende Rolle bei ihrer antidepressiven Wirkung spielt, unklar.

Zahlreiche Studien haben bestätigt, dass die physiologische Wirkung des Darms (insbesondere kommensale Mikrobiota) eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Depressionen spielt und das neuroendokrine, das autonome Nervensystem und das Immunsystem regulieren kann (Yang et al., 2020). Darüber hinaus hat die Beziehung zwischen Tryptophanstoffwechsel, Darmmikrobiota und Depression allmählich viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Veränderte Darmmikrobiota können den Tryptophan-Kynurenin-Weg aktivieren, wodurch die Verfügbarkeit von peripherem und zerebralem Tryptophan verringert wird, was zu einem 5-HT-Mangel führt (Agus et al., 2018). Unsere frühere Studie zeigte, dass Phenylethanoidglykoside in CT im Allgemeinen eine geringe Bioverfügbarkeit aufweisen und von der Darmmikrobiota schnell zu 3-Hydroxyphenylpropionsäure (3-HPP) und Hydroxytyrosol (HT) metabolisiert werden können (Li et a., 2016). Darüber hinaus wurde berichtet, dass CT-Extrakt die Homöostase der Darmmikrobiota bei CUMS-Ratten wiederherstellt (Li et al., 2018). Basierend auf dieser Forschung schlossen wir, dass die bidirektionale Wechselwirkung der Phytochemikalien und der Darmmikrobiota die antidepressiven Wirkungen spezifischer bioaktiver Komponenten von CT bestimmen könnte. Insbesondere könnten die Verbindungen im Gastrointestinaltrakt durch Darmmikrobiota in absorbierbare Metaboliten (wie 3-HPP und HT) umgewandelt werden und anschließend antidepressive Wirkungen ausüben. Andererseits können durch bioaktive Komponenten induzierte Strukturveränderungen der Darmmikrobiota gleichzeitig eine wichtige Rolle bei der antidepressiven Aktivität spielen.

Materialen und Methoden

Materialien

Alle für die chemische Analyse verwendeten Standards wurden von Durst (Sichuan, China) bezogen. 3-HPP, HT, Fluoxetin und Imipramin wurden von Aladdin (Shanghai, China) gekauft. Das quantitative BCA-Protein-Kit wurde von Boster (Wuhan, China) gekauft. Nanjing Jiancheng (Nanjing, China) stellte 5-HT, BDNF, Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-), Interleukin-1beta (IL-1) und Interferon-gamma (IFN- ) ELISA-Kits (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay). ELISA-Kits für Corticosteron (CORT), adrenocorticotropes Hormon (ACTH) und Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH) wurden von Multi Sciences (Hangzhou, China) bezogen. ELISA-Kits für cyclisches Adenosinmonophosphat (cAMP), cyclisches Guanosinmonophosphat (cGMP), Testosteron (T) und Gonadotropin-Releasing-Hormon (GnRH) wurden von Enzyme-linked Biotechnology (Shanghai, China) bezogen. Tryptophan- und Kynurenin-ELISA-Kits wurden von Small Molecule Antibodies (Bordeaux, Frankreich) bezogen. Primäre/sekundäre Antikörper einschließlich Zonula occludens 1 (ZO-1), Indolamin 2, 3-Dioxygenase 1 (IDO1), -Actin und HRP-Ziege-Anti-Kaninchen-IgG (H plus L) wurden von Proteintech erworben (Wuhan, China). Alle anderen Reagenzien von Analysenqualität oder höherer Reinheit wurden von kommerziellen Anbietern bezogen.

Cistanche-Extrakt-Ergänzung

Herstellung verschiedener Fraktionen, die von CTE getrennt wurden

CT wurde im November 2015 in Hetian, Xinjiang, China, gesammelt und von Prof. Xiaobo Li authentifiziert. Das Belegexemplar (20151108) wurde an der School of Pharmacy der Shanghai Jiao Tong University hinterlegt.

Zerkleinerte Proben wurden dreimal mit destilliertem Wasser (1:10, w/v) für 2 h bei 80–90 °C extrahiert, um CTE zu erhalten (die Ausbeute betrug 57,1 Prozent). CTE wurde in destilliertem Wasser gelöst und dann langsam mit Ethanol (1:4, v/v) gerührt und 24 h bei 4 °C gehalten. Dann wurden das Präzipitat und der Überstand durch 20-minütige Zentrifugation bei 4000 U/min gesammelt. Die gesamten Polysaccharide (TP; die Ausbeute betrug 5,7 Prozent) wurden durch Waschen mit 80 Prozent Ethanol und dreimaliges Deproteinieren mit Sevage-Reagens aus dem gesammelten Präzipitat erhalten. Der verbleibende Überstand wurde dann über eine mikroporöse D101-Harzsäule chromatographiert und mit destilliertem Wasser und 40 Prozent Ethanol eluiert. Die eluierten Wasser- und 40-Prozent-Ethanolfraktionen enthielten Gesamt-Oligosaccharide (TO; die Ausbeute betrug 35,1 Prozent) bzw. Gesamt-Glykoside (TG; die Ausbeute betrug 12,1 Prozent). TG wurde weiter mit destilliertem Wasser und 5 Prozent, 10 Prozent und 40 Prozent Ethanol durch D101 mikroporöses Harz erneut eluiert, und die eluierten Fraktionen von 5 Prozent und 40 Prozent Ethanol waren Gesamt-Iridoidglykoside (TG-IrG; die Ausbeute betrug 2,7 Prozent). bzw. Gesamt-Phenylethanoidglykoside (TG-PhG; die Ausbeute betrug 8,7 Prozent).

Chemische Analyse

Zuerst wurden die chemischen Hauptbestandteile verschiedener Fraktionen, die von CTE getrennt wurden, durch UPLC-QTOF-MS charakterisiert. Zweitens wurden die relativen Gehalte an Gesamtkohlenhydraten und Glykosiden durch das UV-Vis-Verfahren bestimmt. Drittens wurden die Hauptkomponenten (Echinacosid, Verbascosid, Isoverbascosid, 8--Epilogansäure und Geniposidinsäure) durch ein validiertes HPLC-Verfahren quantifiziert. Die detaillierten Parameter und Methodenvalidierung sind in den ergänzenden Materialien dargestellt.

Abb. 1. Flussdiagramm von Tierversuchen

Tabelle 1 Subjekte und die Dosierung für Mäuse oder Ratten in jeder Gruppe.

Tierversuche

Die spezifischen tierexperimentellen Zeitpläne sind in Abb. 1 dargestellt. Alle Versuchstiere wurden 1 Woche vor den Experimenten im Laboratory Animal Center der Shanghai Jiao Tong University (Shanghai, China) bei kontrollierten Raumtemperaturen (25 ± 2,0 °C) untergebracht und akklimatisiert ◦C; 55 ± 10 Prozent relative Luftfeuchtigkeit) bei einem 12:12 h Hell-Dunkel-Wechsel. Diese Forschung wurde in Übereinstimmung mit den Richtlinien für die Pflege und Verwendung von Labortieren der SJTU durchgeführt. Die Tiereinrichtungen und -protokolle wurden von der Tierethikkommission der SJTU (Nr. A2019008) genehmigt.

Einhundertfünfzig männliche ICR-Mäuse (mit einem Gewicht von 18–20 g, 6 Wochen alt) wurden von der Shanghai Slack Biotechnology Company (Shanghai, China) gekauft und zufällig in 10 Gruppen (n=15/Gruppe) eingeteilt. Die Probanden und Dosen für verhaltensverzweifelte Mäuse in jeder Gruppe sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Dosen von CTE und seinen getrennten Fraktionen wurden durch die folgende Formel berechnet: Dosierung=4,55 g/kg.d.bw × Ausbeute, die anhand von drei Berechnungen der menschlichen Äquivalentdosis auf der Grundlage der Körperoberfläche bestimmt wurde. Die Dosen des positiven Medikaments Imipramin und Metaboliten der Darmmikrobiota (3-HPP und HT) wurden gemäß den vorherigen Studien festgelegt (Gupte et al., 2016; Pablos et al., 2019). Nach einmal täglicher intragastrischer Verabreichung über 7 Tage wurden am 8., 9. bzw. 10. Tag der Open-Field-Test (OFT), der Tail Suspension Test (TST) und der Forced Swimming Test (FST) durchgeführt. Die spezifischen Methoden der Verhaltenstests sind in den ergänzenden Materialien beschrieben.

Zweiundsiebzig männliche Sprague-Dawley-Ratten (mit einem Gewicht von 160–180 g, 6 Wochen alt) wurden von der Shanghai Slack Laboratory Animal Company (Shanghai, China) gekauft. Vor den formalen Experimenten wurden alle Ratten nach entsprechendem Training dem Saccharose-Präferenztest (SPT) unterzogen. Die Ratten wurden entsprechend ihrer Saccharosepräferenz in 8 Gruppen (n=9/Gruppe) eingeteilt (ergänzende Abb. S1). Die Probanden und Dosen für die Ratten in jeder Gruppe sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Dosen wurden gemäß dem Umwandlungskoeffizienten zwischen Maus und Ratte basierend auf ihren effektiven Dosen bei den verhaltensverzweifelten Mäusen festgelegt. Und die Dosis des Positivkontrollmedikaments Fluoxetin stimmte mit der vorherigen Studie überein (Hou et al., 2017). Alle Gruppen mit Ausnahme der Kontrollgruppe erhielten eine Reihe von chronisch unvorhersehbarem mildem Stress (CUMS). Stressoren wurden 4 Wochen lang kontinuierlich und zufällig angewendet (Einzelheiten siehe Ergänzungstabelle S1). Futter und Wasser standen den Kontrollratten, die bis auf die Verhaltenstests ungestört in einem anderen Raum blieben, frei zur Verfügung. Den Probanden wurde 1 Stunde vor dem CUMS-Verfahren über einen Zeitraum von 4 Wochen intragastral verabreicht. Nach 28 Tagen kontinuierlicher Stressoren und Medikamentenverabreichung wurden OFT, SPT und FST am 29., 31. bzw. 33. Tag durchgeführt. Die spezifischen Methoden der Verhaltensexperimente werden in den ergänzenden Materialien gezeigt.

Tabelle 2 Gehalt an Echinacosid, Verbascosid, Isoverbascosid, 8--Epilogansäure und Geniposidinsäure in jeder Fraktion.

Probenentnahme und biochemische Analyse

Nach den Verhaltenstests wurden die nüchternen Ratten mit Pentobarbital-Natrium anästhesiert und Vollblut wurde gesammelt, um Serumproben zu erhalten. Nach Herzdurchblutung mit Kochsalzlösung wurden der Hippocampus-, Dickdarm- und Blinddarminhalt gesammelt und bei -80 ◦C gelagert. Distale Dickdarmsegmente wurden entfernt und in 4 % Paraformaldehyd fixiert. Die Spiegel von CORT, CRH, ACTH, TNF- , IL-1 , IFN- , cAMP, cGMP, T, GnRH, Tryptophan und Kynurenin im Serum, 5-HT, BDNF und TNF- im Hippocampus und TNF- und IFN- im Dickdarm wurden gemäß den mit dem entsprechenden ELISA-Kit gelieferten Anweisungen gemessen.

Histologie, Immunhistochemie und Western-Blotting-Assay

Hämatoxylin und Eosin (H&E) und Alcianblau-Periodsäure-Schiff (AB-PAS)-Färbung wurden verwendet, um die pathologischen Veränderungen im Dickdarmgewebe zu beobachten. Darüber hinaus wurden immunhistochemische Bewertungen dieser Schnitte durchgeführt, um die ZO-1-Proteinexpression in Kolonepithelzellen zu beobachten (Ding et al., 2020). Einzelheiten zur Probenvorbereitung und zum Western-Blotting-Assay zur Bestimmung der IDO1-Proteinexpression im Dickdarm und Hippocampus sind auch in den ergänzenden Materialien beschrieben.

Analyse des Zusammensetzungsprofils von Darmmikrobiota

Die 16S-rRNA-Hochdurchsatzsequenzierung wurde von MajorBio Co., Ltd. (Shanghai, China) durchgeführt, und die detaillierte Methode und Datenverarbeitung sind in den ergänzenden Materialien dargestellt.

statistische Analyse

Die Daten werden als Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwerts (SEM) ausgedrückt. Eine Einweg-Varianzanalyse (ANOVA) wurde verwendet, um mehrere Gruppen unter Verwendung der Software SPSS 20.0 zu vergleichen. Ein Unterschied wurde bei p < 0,05="" als="" signifikant="" angesehen.="" die="" korrelationen="" zwischen="" darmmikroben="" und="" bestimmten="" depressions-bezogenen="" physiologischen="" faktoren="" wurden="" unter="" verwendung="" des="" spearman-korrelationskoeffizienten="" basierend="" auf="" einer="" heatmap-analyse="">

Ergebnisse

Chemische Analyse verschiedener Fraktionen, die von CTE getrennt wurden

Die Hauptkomponenten wurden mit UPLC-QTOF-MS charakterisiert (Ergänzungstabelle S2 und Abb. S2), und insgesamt 21 Bestandteile wurden identifiziert, darunter 16 Bestandteile von Phenylethanoidglykosiden, 2 Bestandteile von Phenolglykosiden in CTE, TG und TG- PhG; und 3 Bestandteile von Iridoidglykosiden in CTE, TG und TG-IrG. Insgesamt betrug der relative Gehalt an Gesamtkohlenhydraten in TP und TO 60,3 Prozent bzw. 80,8 Prozent. Der relative Gehalt an Gesamtglykosiden in TG betrug 87,7 Prozent. Dementsprechend machten Phenylethanoid- und Iridoidglykoside 86,7 Prozent bzw. 53,4 Prozent von TG-PhG und TG-IrG aus. Die Gehalte an Echinacosid, Verbascosid, Isoverbascosid, 8- Epilogansäure und Geniposidinsäure in jeder Fraktion sind in Tabelle 2 aufgeführt, und die HPLC-Chromatogramm- und Methodenvalidierungsdaten sind in der Ergänzungstabelle S3 und in Abb. S3 aufgeführt.

Abb. 2. Die Auswirkungen verschiedener Fraktionen, die von CTE und den typischen Metaboliten durch Darmmikrobiota getrennt wurden, auf FST, TST, OFT bei Mäusen.

Auswirkungen verschiedener Fraktionen, die von CTE und den typischen Metaboliten durch Darmmikrobiota getrennt wurden, auf Verhaltensverzweiflungstests bei Mäusen

Wie in Fig. 2 gezeigt, zeigten Mäuse, die einer 7-tägigen Imipramin-Verabreichung (Positivkontrolle) unterzogen wurden, im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikante Verkürzungen der Immobilitätszeiten sowohl bei FST als auch bei TST und zeigten keine signifikante Wirkung auf die zurückgelegte Gesamtstrecke bei OFT . Ähnliche Veränderungen wurden auch in den CTE-, TG- und HT-Gruppen beobachtet, was darauf hinweist, dass CTE, TG und HT die antidepressive Aktivität ausübten und die Wirkungen nicht mit der Erregbarkeit in Zusammenhang standen. Daher waren TG und HT die dominierende bioaktive Fraktion, die von CTE bzw. typischen Metaboliten durch die Darmmikrobiota getrennt wurden. Interessanterweise wurden nach TG-PhG- und TG-IrG-Verabreichung keine signifikanten Veränderungen in den Immobilitätszeiten im FST im Vergleich zu denen der Kontrollen oder im TST nach TG-PhG-Verabreichung gezeigt, was darauf hindeutet, dass möglicherweise Phenylethanoid- und Iridoidglykoside vorhanden sind bei der antidepressiven Wirkung von CTE wesentlich sein.

Tabelle 3 Die Wirkungen verschiedener Glykosid-angereicherter Fraktionen und HT auf die FST, SPT und OFT bei CUMS-Ratten.

Pharmakodynamische Wirkungen und biochemische Veränderungen verschiedener Glykosid-angereicherter Fraktionen und HT bei CUMS-Ratten

Wie in Tabelle 3 gezeigt, zeigten Ratten, die 28 Tage lang dem CUMS-Paradigma unterzogen wurden, signifikante Verringerungen (p < 0.0{0}1)="" der="" saccharosepräferenz="" im="" spt,="" der="" zurückgelegten="" gesamtstrecke,="" und="" aufzuchtzahl="" in="" der="" oft="" sowie="" eine="" signifikante="" zunahme="" (p="">< 0,01)="" der="" gesamtimmobilitätszeit="" in="" der="" fst="" im="" vergleich="" zu="" den="" kontrollen,="" was="" auf="" die="" induktion="" von="" depressionsähnlichen="" phänotypen="" bei="" cums-ratten="" hindeutet.="" die="" depressiven="" leistungen="" waren="" in="" der="" flx-gruppe="" (positive="" kontrolle)="" umgekehrt.="" in="" ähnlicher="" weise="" führte="" die="" cte-,="" tg-,="" tg-phg-,="" tg-irg-="" und="" ht-behandlung="" zur="" wiederherstellung="" der="" saccharose-präferenz="" auf="" normale="" werte="" bei="" cums-ratten,="" die="" 102,7="" prozent,="" 94,1="" prozent,="" 89,8="" prozent,="" 91,9="" prozent="" und="" 94,3="" prozent="" betrugen="" kontrollen="" bzw.="" konsequent="" zeigten="" in="" den="" fst-,="" cte-="" und="" tg-gruppen="" die="" offensichtlichsten="" wirkungen,="" und="" die="" immobilitätszeiten="" erreichten="" 103,3="" prozent="" bzw.="" 93,4="" prozent="" derjenigen="" der="" kontrollgruppe,="" während="" die="" immobilitätszeiten="" der="" tg-phg-,="" tg-irg-="" und="" ht-gruppen="" erreichte="" gerade="" 62,1="" prozent,="" 73,2="" prozent="" und="" 69,9="" prozent="" derjenigen="" der="" kontrollgruppe.="" ähnliche="" signifikante="" anstiege="" (p="">< 0,05)="" wurden="" bei="" der="" zurückgelegten="" gesamtstrecke="" und="" der="" aufzuchtszahl="" im="" oft="" nach="" cte-,="" tg-="" und="" ht-verabreichung="" beobachtet,="" und="" die="" tg-phg-="" und="" tg-irg-behandlung="" tendierte="" zu="" einer="" revision="" der="" aufzuchtszahl="" bei="" cums-ratten.="" die="" ergebnisse="" zeigten,="" dass="" tg="" die="" dominante="" bioaktive="" antidepressivumsfraktion="" war,="" getrennt="" von="" cte,="" und="" phenylethanoid-="" und="" iridoidglykoside="" unentbehrlich="" waren,="" um="" seine="" antidepressive="" wirkung="" auszuüben.="" darüber="" hinaus="" wurde="" gezeigt,="" dass="" ht="" einer="" der="" aktiven="" metaboliten="" von="" tg="" in="" vivo="">

Konsequenterweise erhöhte das Leiden an CUMS die Werte von CORT, CRF, ACTH, TNF-, IL-1 und IFN- im Serum und TNF- im Hippocampus von Ratten im Vergleich zu denen der Kontrollgruppe (S< 0.05),="" resulting="" in="" significant="" reductions="" (p="" <="" 0.05)="" in="" the="" levels="" of="" hippocampal="" 5-ht="" and="" bdnf="" (fig.="" 3).="" except="" for="" a="" non-significant="" difference="" in="" the="" level="" of="" hippocampal="" bdnf="" between="" flx="" and="" cums="" groups,="" the="" above-mentioned="" alterations="" in="" cums="" rats="" could="" be="" significantly="" reversed="" (p="" <="" 0.05)="" after="" administration="" of="" fluoxetine,="" cte,="" tg,="" and="" ht,="" indicating="" that="" cte,="" tg,="" and="" ht="" showed="" ameliorative="" effects="" on="" the="" hyperactivation="" of="" hpa="" axis,="" severe="" peripheral="" and="" neural="" inflammation,="" and="" deficiencies="" in="" 5-ht="" and="" bdnf.="" likewise,="" tg-irg="" and="" tgphg="" treatment="" significantly="" reduced="" the="" levels="" of="" serum="" cort,="" tnf-α,="" ifn-γ,="" and="" hippocampal="" tnf-α,="" and="" increased="" the="" level="" of="" hippocampal="" 5-ht="" in="" cums="" rats="" (p="" <="" 0.05).="" significant="" decreases="" (p="" <="" 0.05)="" in="" the="" levels="" of="" serum="" crf="" and="" acth="" were="" also="" observed="" in="" the="" tg-irg="" group="" compared="" with="" cums="" group.="" interestingly,="" the="" levels="" of="" serum="" cort,="" tnf-α,="" acth,="" and="" crf="" in="" tg-phg="" and="" tg-irg="" groups="" were="" significantly="" higher="" than="" those="" in="" the="" tg="" group="" (p="" <="" 0.05),="" and="" the="" levels="" of="" hippocampal="" 5-ht="" and="" bdnf="" exhibited="" the="" opposite="" expression="" pattern="" (p="" <="" 0.05).="" these="" results="" showed="" that="" the="" effects="" of="" tg-phg="" and="" tg-irg="" on="" the="" hyperactivity="" of="" the="" hpa="" axis,="" peripheral="" and="" neural="" inflammation="" and="" shortage="" of="" 5-ht="" were="" clearly="" inferior="" to="" tg,="" indicating="" that="" phenylethanoid="" and="" iridoid="" glycosides="" might="" exert="" synergistic="" effects="" on="" the="" above-mentioned="" multiple="">

TG und HT regulieren die HPG-Achse und den zyklischen Nukleotidstoffwechsel bei CUMS-Ratten

Die Spiegel von T, GnRH, cAMP und cGMP und das Verhältnis von cAMP und cGMP (cAMP/cGMP) im Serum, das CUMS unterzogen wurde, wurden gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt. Die Konzentrationen von T, GnRH, cAMP, und cAMP/cGMP im Serum waren signifikant verringert, und der cGMP-Spiegel war signifikant erhöht (p < 0.05)="" in="" der="" cums-gruppe="" im="" vergleich="" zu="" den="" kontrollen,="" was="" darauf="" hindeutet,="" dass="" es="" zu="" cums="" kam="" unterdrückung="" der="" hpg-achse="" und="" dysfunktion="" des="" zyklischen="" nukleotidstoffwechsels.="" im="" vergleich="" zur="" cums-gruppe="" gab="" es="" in="" der="" flx-gruppe="" keine="" signifikanten="" veränderungen.="" überraschenderweise="" zeigten="" sich="" nach="" tg-="" und="" ht-behandlung="" signifikante="" anstiege="" (p="">< 0,05)="" der="" serum-t-,="" gnrh-,="" camp-="" und="" camp/cgmp-spiegel,="" während="" die="" serum-cgmp-spiegel="" signifikant="" reduziert="" waren="" (p="">< 0,05).="" diese="" ergebnisse="" zeigten,="" dass="" tg="" und="" ht="" die="" hpg-achse="" und="" den="" metabolismus="" zyklischer="" nukleotide="" regulierten,="" was="" der="" positivkontrolle="" fluoxetin="" deutlich="" überlegen="">

Abb. 3. Auswirkungen verschiedener Glykosid-angereicherter Fraktionen und HT auf die Spiegel von CORT, ACTH, CRF, TNF- , IL-1 , IFN- im Serum und 5-HT, BDNF, TNF- im Hippocampus von CUMS-Ratten.

TG und HT lindern leichte Entzündungen im Dickdarm und Störungen der Darmbarriere bei CUMS-Ratten

Die H&E-Färbung wurde verwendet, um den morphologischen Schaden des Dickdarms zu beurteilen, und zwischen den Versuchsgruppen wurden keine signifikanten Unterschiede im Dickdarm beobachtet (Abb. 4a). Darüber hinaus wurden auch die Wirkungen von TG und HT auf die Entzündung im Dickdarm und die Störung der Darmbarriere analysiert (Abb. 4b-d). Im Vergleich zur Kontrollgruppe waren die Anzahl der Becherzellen und die Dicke der Schleimschicht in der CUMS-Gruppe reduziert. Konsistent waren die Proteinexpression von ZO-1 und die Spiegel von IFN- und TNF- im Dickdarm signifikant verringert (p < 0.05)="" und="" erhöht="" (p="">< {="" {13}}.05),="" was="" darauf="" hindeutet,="" dass,="" obwohl="" keine="" offensichtlichen="" histologischen="" schäden="" induziert="" wurden,="" die="" anwendung="" von="" cums="" zu="" einer="" leichten="" entzündung="" im="" dickdarm="" und="" zu="" einer="" störung="" der="" darmbarriere="" führte.="" nach="" fluoxetin-,="" tg-="" und="" ht-behandlung="" waren="" die="" anzahl="" der="" becherzellen="" und="" die="" dicke="" der="" schleimschicht="" erhöht="" und="" die="" spiegel="" von="" ifn-="" und="" tnf-="" im="" kolon="" signifikant="" reduziert="" (p="">< 0,05).="" darüber="" hinaus="" erhöhten="" tg="" und="" ht="" signifikant="" (p="">< 0,05)="" die="" proteinexpression="" von="" zo-1="" auf="" ein="" ähnliches="" niveau="" wie="" in="" der="" kontrollgruppe.="" diese="" ergebnisse="" zeigten,="" dass="" tg="" und="" ht="" bei="" cums-ratten="" leichte="" entzündungen="" im="" dickdarm="" und="" störungen="" der="" darmbarriere="" lindern="">

Tabelle 4 Wirkungen von TG, HT oder Fluoxetin auf HPG-Achsen-bezogene Hormone und Nukleotidstoffwechsel-bezogene Indizes im Serum von CUMS-Ratten.

Auswirkungen von TG und HT auf die Zusammensetzung der Darmmikrobiota

Nach dem Entfernen unqualifizierter Sequenzen wurden insgesamt 1.874.721 effektive Reads erhalten. Die Ergebnisse der Alpha-Diversität (Abb. 5a) und der Beta-Diversität (Abb. 5b) zeigten, dass, obwohl sich der Reichtum (Chao) und die Diversität (Shannon) der Darmmikrobiota im Blinddarminhalt nicht unterschieden, die Gesamtstruktur der Darmmikrobiota in Das Diagramm der Hauptkoordinatenanalyse (PCoA) zeigte einen auffälligen Unterschied zwischen der Kontroll- und der CUMS-Gruppe. Darüber hinaus erhöhte die TG- und HT-Behandlung den Bakterienreichtum von CUMS-Ratten signifikant und induzierte deutliche Unterschiede im PCoA-Diagramm im Vergleich zu denen von CUMS-Ratten, was deutliche Ähnlichkeiten mit den Kontrollen zeigte, insbesondere wenn TG getestet wurde.

Die taxonomischen Veränderungen in der Mikrobiota bestätigten weiter, dass TG eine dramatische regulatorische Wirkung auf die Zusammensetzung der Darmmikrobiota ausübt. Nach der TG-Verabreichung kehrte sich die Häufigkeit der Mehrheit der veränderten Taxa bei CUMS-Ratten auf ein ähnliches Niveau wie bei der Kontrollgruppe zurück. Eine signifikante Reduktion (14,2 Prozent, p < 0,05)="" und="" anreicherung="" (53,6="" prozent,="">< 0.05)="" in="" the="" abundances="" of="" the="" phylum="" firmicutes="" and="" bacteroidetes="" were="" observed="" in="" the="" tg="" group="" compared="" with="" cums="" group="" (fig.="" 5c),="" respectively.="" consistently,="" at="" the="" family="" level="" (supplementary="" table="" s4),="" tg="" decreased="" the="" abundances="" of="" ruminococcaceae="" (phylum="" firmicutes)="" and="" peptococcaceae="" (phylum="" firmicutes)="" by="" 33.9%="" and="" 82.9%,="" respectively,="" compared="" with="" cums="" group="" (p="" <="" 0.05).="" conversely,="" significant="" enrichments="" in="" the="" abundances="" of="" family="" erysipelotrichaceae="" (phylum="" firmicutes,="" 78.4%,="" p="" <="" 0.05)="" and="" muribaculaceae="" (phylum="" bacteroidetes,="" 77.3%,="" p="" <="" 0.05)="" existed="" in="" tg="" group.="" consistently="" at="" the="" genus="" level="" (fig.="" 5d),="" the="" abundances="" of="" anaerotruncus,="" harryflintia,="" ruminiclostridium_9,="" unclassified_f_ruminococcaceae="" (members="" of="" the="" family="" ruminococcaceae),="" and="" peptococcus="" (a="" member="" of="" the="" family="" peptococcaceae)="" were="" significantly="" decreased="" while="" norank_f_erysipelotrichaceae,="" allobaculum,="" dubosiella="" (members="" of="" the="" family="" erysipelotrichaceae)="" and="" norank_f_muribaculaceae="" (a="" member="" of="" the="" family="" muribaculaceae)="" displayed="" higher="" abundances="" in="" tg="" group="" than="" those="" of="" cums="" group="" (p="">< 0.05).="" in="" addition,="" tg="" decreased="" the="" abundances="" of="" tyzzerella_3,="" acetatifactor,="" and="" norank_f_lachnospiraceae="" assigned="" to="" the="" family="" lachnospiraceae="" (p="" <="" 0.05),="" although="" the="" abundance="" of="" the="" family="" lachnospiraceae="" was="" similar="" across="" all="" experimental="" groups.="" unlike="" tg,="" ht="" decreased="" the="" abundances="" of="" partially="" altered="" taxa="" induced="" by="" cums,="" including="" the="" family="" ruminococcaceae,="" 3="" genera="" (anaerotruncus,="" harryflintia,="" and="" ruminiclostridium_9)="" assigned="" to="" the="" family="" ruminococcaceae="" and="" 2="" genera="" (tyzzerella_3,="" acetatifactor)="" assigned="" to="" the="" family="" lachnospiraceae.="" additionally,="" converse="" variations="" were="" observed="" in="" the="" abundances="" of="" ruminococcaceae_ucg_013="" and="" streptococcus="" in="" the="" ht="" group.="" these="" results="" indicated="" that="" tg="" and="" ht="" exerted="" clear="" differences="" in="" the="" regulation="" of="" gut="" microbiota="" composition,="" and="" the="" effect="" of="" tg="" was="" superior="" to="" that="" of="" tg="" especially="" in="" altering="" the="" genera="" assigned="" to="" the="" family="" erysipelotrichaceae,="" peptococcaceae,="" and="">

Abb. 4. Wirkungen von TG, HT oder Fluoxetin auf die morphologischen Veränderungen, die ZO-1-Proteinexpression, die IFN- und TNF-Konzentrationen im Dickdarm von CUMS-Ratten.

Korrelationsanalyse veränderter mikrobieller Gattungen, die von TG und HT, HPA-Achsen-bezogenen Hormonen, entzündungsfördernden Zytokinen, 5-HT und BDNF beeinflusst werden

Um die Assoziationen zwischen Veränderungen in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota, die durch TG und HT beeinflusst werden, und entsprechenden depressionsbezogenen Merkmalen aufzuklären, wurde die Korrelationsanalyse nach Spearman durchgeführt. Wie in Abb. 6 gezeigt, waren die 5-HT- und BDNF-Spiegel im Hippocampus nur mit norank_f_Muribaculaceae signifikant positiv korreliert. Ansonsten konnten klare Korrelationen zwischen den veränderten mikrobiellen Gattungen und HPA-Achsen-verwandten Hormonen identifiziert werden. Insbesondere Dubosiella, norank_f_Muribaculaceae, norank_f_ Erysipelotrichacea und Peptococcus waren eng mit der Funktion der HPA-Achse verwandt. CORT, CRF und ACTH im Serum korrelierten negativ mit Dubosiella, norank_f_Muribaculaceae und norank_f_Erysipelotrichacea und positiv mit Peptococcus. Darüber hinaus zeigten Dubosiella und norank_f_ Erysipelotrichacea negative Assoziationen mit Dickdarm-IFN- und hippocampalem TNF- , während ähnliche Beziehungen bei Allobaculum, Harryfinita und Serum und hippocampalem TNF- sowie bei norank bestanden _f_Lachnospiracea und Serum-IFN- und -TNF-. Im Gegensatz dazu war Peptococcus positiv mit Dickdarm-TNF- und Serum-TNF- assoziiert. Ebenso war norank_f_Muribaculaceae positiv mit Serum-IFN- und -TNF- verwandt. Diese Ergebnisse zeigten, dass die veränderten mikrobiellen Gattungen, insbesondere bestimmte Gattungen der Familie Erysipelotrichaceae, Peptococcaceae und Muribaculaceae, die spezifisch von TG betroffen waren, gleichzeitig starke Assoziationen mit HPA-Achsen-bezogenen Hormonen und entzündungsfördernden Zytokinen zeigten, was die entscheidende Rolle demonstriert der Darmmikrobiota bei der Regulierung der Funktion der HPA-Achse und von Entzündungen.

cistanche propiedades

TG und HT hemmen den Tryptophan-Kynurenin-Metabolismus in CUMS-Ratten

Die Wirkungen von TG und HT auf die Tryptophan- und Kynureninspiegel im Serum von Ratten sowie die Expression von IDO1 im Dickdarm und Hippocampus wurden bestimmt. Wie in Abb. 7 und Abb. 8 gezeigt, war der Tryptophanspiegel im Serum im Vergleich zu dem der Kontrollgruppe in der CUMS-Gruppe signifikant verringert, im Gegensatz zu dem erhöhten Kynureninspiegel und dem Kynurenin-zu-Tryptophan-Verhältnis (Kyn /Trp) und IDO1-Proteinexpression im Dickdarm und Hippocampus. Im Vergleich zur CUMS-Gruppe war Serum-Kyn/Trp in der FLX-Gruppe signifikant reduziert (S< 0.05).="" tg="" and="" ht="" treatment="" resulted="" in="" a="" significant="" increase="" in="" the="" serum="" tryptophan="" level="" in="" cums="" rats="" (p="" <="" 0.05),="" and="" a="" decrease="" in="" the="" levels="" of="" serum="" kynurenine="" and="" kyn/trp="" (p="" <="" 0.05).="" in="" addition,="" tg="" significantly="" inhibited="" the="" expression="" of="" ido1="" protein="" in="" the="" colon="" of="" cums="" rats="" (p="" <="" 0.05),="" while="" a="" non-significant="" difference="" in="" the="" expression="" of="" ido1="" protein="" in="" the="" hippocampus="" was="" observed="" between="" cums="" and="" tg="" groups.="" however,="" the="" effect="" of="" ht="" on="" the="" expression="" of="" ido1="" protein="" in="" the="" colon="" and="" hippocampus="" was="" contrary="" to="" that="" of="" tg,="" indicating="" that="" tg="" and="" ht="" inhibited="" tryptophan-kynurenine="" metabolism="" by="" decreasing="" the="" expression="" of="" ido1="" in="" the="" colon="" and="" hippocampus="" of="" cums="" rats,="">

Abb. 5. Analyse der Diversität, Zusammensetzung und Unterschiede der Darmmikrobiota in Blinddarmproben.

Diskussion

In dieser Studie wurden zwei verschiedene Tiermodelle verwendet, um in CT nach bioaktiven Verbindungen zu suchen, die erstmals depressionsähnliche Verhaltensweisen lindern. TP und TO waren höchstwahrscheinlich unwirksame Inhaltsstoffe bei CTE, während TG das größte Potenzial bei der Behandlung von Depressionen aufwies. Frühere Studien zu CT sowie zu Cistanche-Pflanzen haben sich hauptsächlich auf die Bioaktivitäten von Phenylethanoidglykosiden mit den höchsten Gehalten konzentriert und die Bedeutung von Iridoidglykosiden und anderen weniger häufig vorkommenden Inhaltsstoffen vernachlässigt. Interessanterweise zeigte unsere Studie, dass Phenylethanoid- und Iridoidglykoside synergistische Wirkungen auf die Hyperaktivität der HPA-Achse, schwere periphere und neurale Entzündungen und Mängel im hippocampalen 5-HT und BDNF zeigten, was der entscheidende Grund für das vorteilhafte Antidepressivum sein könnte Wirkung von TG. Diese Ergebnisse deuten weiter auf die Multikomponenten- und Multitarget-Eigenschaften der Kräutermedizin hin und erinnern uns daran, dass die Bestandteile mit geringeren Konzentrationen, sogar Spurenbestandteilen, auch eine Schlüsselrolle bei den pharmakologischen Wirkungen spielen könnten.

Chronischer Stress induziert die Hyperaktivität der HPA-Achse, die das Auftreten von Depressionen fördert, sowie die Unterdrückung der HPG-Achse über eine verringerte GnRH-Freisetzung und/oder hypophysäre Empfindlichkeit von GnRH (Kirby et al., 2009). Inzwischen sind cAMP und cGMP wichtige Zwischenknotenpunkte, die auf viele Neurotransmitter und Hormone angewiesen sind, um ihre physiologischen Wirkungen auszuüben (Siawrys et al., 2002). Jüngste Studien haben durchweg gezeigt, dass das Auftreten von Nieren-Yang-Mangel eng mit einer Dysfunktion der Hypothalamus-Hypophysen-Zieldrüsenachse zusammenhängt (Zhang et al., 2019). Beim Nieren-Yang-Mangelsyndrom wurden ebenfalls deutliche Abnahmen der cAMP- und cAMP/cGMP-Spiegel im Serum beobachtet. In dieser Studie fanden wir heraus, dass TG die CORT-, CRF- und ACTH-Spiegel im Serum hemmen und den Serum-T- und -GnRH-Gehalt bei CUMS-Ratten erhöhen konnte, was auf die Wiederherstellung der Dysfunktion der HPA- und HPG-Achse nach der TG-Verabreichung hinweist. Zusätzlich kehrte TG eine signifikante Abnahme des Serum-cAMP/cGMP-Spiegels bei Ratten, die CUMS unterzogen wurden, um. Daher könnte der potenziell zugrunde liegende Mechanismus der CT bei der Behandlung von Depression und Nieren-Yang-Mangel teilweise ähnlich sein und verdient es, weiter erforscht zu werden. Darüber hinaus ist die Produktion von sexuellem Verlangen und Verhalten ein komplexer neuraler Reflexprozess. Sexualhormone sind Hauptquellen zentraler sexueller Erregung, und ein Mangel an Sexualhormonen kann zu weniger sexuellem Verlangen oder sexueller Dysfunktion führen (Holloway und Wylie, 2015). Insbesondere hemmt übermäßiges 5-HT die Freisetzung von GnRH, was ein dominanter Grund für das Auftreten chronischer sexueller Dysfunktion nach Langzeitbehandlung mit SSRIs ist (Prasad et al., 2015). In unserer Studie war Fluoxetin (repräsentativ für SSRIs) bei der Dysfunktion der HPG-Achse unwirksam. Obwohl TG den 5--HT-Spiegel im Hippocampus signifikant verbesserte, wurden jedoch auch ähnliche Veränderungen der T- und GnRH-Spiegel im Serum beobachtet, wodurch die Unterdrückung der HPG-Achse verbessert wurde. Diese Ergebnisse zeigen den deutlichen Vorteil der CT bei der Behandlung von Depressionen, und der intrinsische Mechanismus, der für diese Effekte verantwortlich ist, muss weiter untersucht werden.

Zunehmende Beweise haben gezeigt, dass der Darm ein potenzielles Ziel für die Behandlung chronischer Krankheiten mit natürlichen Verbindungen mit geringer Bioverfügbarkeit ist (Zhou et al., 2020). Neuere Forschungen (Wei et al., 2019) haben gezeigt, dass die CUMS-Behandlung Veränderungen des fäkalen Mikrobioms und Defekte der Darmbarriere hervorruft, die das Eindringen von Bakterien in die Darmschleimhaut erleichtern und Entzündungsreaktionen im Dickdarm verschlimmern. In Übereinstimmung mit diesem Bericht zeigten unsere Ergebnisse, dass eine 4-wöchige CUMS-Exposition eine umfassende Verringerung der Anzahl der Becherzellen und der Dicke der Schleimschicht im Dickdarm der Ratte sowie den Beginn einer Störung der Darmbarriere verursachte, die durch eine erhöhte Darmpermeabilität dargestellt wurde, was durch bestimmt wurde Messen des ZO-1-Proteins. Außerdem wurden im Dickdarm erhöhte Expressionen entzündungsfördernder Faktoren (wie TNF- und IFN-) beobachtet. Dementsprechend zeigten diese Befunde, dass, obwohl keine offensichtlichen histologischen Schäden induziert wurden, die CUMS-Behandlung eine Dickdarmentzündung und eine Unterbrechung der Darmbarriere auslöste. Frühere Studien haben berichtet, dass CT eine verbesserte Wirksamkeit bei der Prävention von DSS-induzierter Kolitis bei Mäusen ausübte (Jia et al., 2014). Inkonsistent wurde auch gezeigt, dass TG leichte Entzündungen im Dickdarm und Störungen der Darmbarriere von CUMS-Ratten lindert, was sein Potenzial für die klinische Behandlung von Erkrankungen im Zusammenhang mit Dickdarmentzündungen unterstreicht.

Umfangreiche Studien haben auch gezeigt, dass die Beziehung zwischen kommensaler Darmmikrobiota, der HPA-Achse und Entzündungen komplex ist und eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Depressionen spielt (Misiak, et al., 2020). Veränderungen in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota können zur verstärkten Freisetzung von Zytokinen und zur Synthese kleiner bioaktiver Moleküle beitragen (Du et al., 2020). Bestimmte Zytokine (wie TNF-) könnten die Blut-Hirn-Schranke passieren und sind starke Aktivatoren der HPA-Achse (Misiak et al., 2020). Die Hyperaktivierung der HPA-Achse wiederum kann zu einer Dysbiose der Darmmikrobiota, einer chronischen Entzündung im Dickdarm und einer veränderten Darmpermeabilität beitragen (Misiak et al., 2020). In Übereinstimmung mit früheren Studien ist die TG-vermittelte Modifikation der Darmmikrobiota wahrscheinlich für ihre lindernden Wirkungen auf Depressionen verantwortlich. Wir beobachteten, dass TG bei Ratten, die CUMS unterzogen wurden, die Häufigkeit mikrobieller Taxa auf verschiedenen Ebenen auf ein ähnliches Niveau wie bei den Kontrollen umkehrte. Insbesondere wurde festgestellt, dass die wichtigsten veränderten Gattungen, die zur Familie der Peptococcaceae, Erysipelotrichaceae und Muribaculaceae gehören, stark mit der HPA-Achse und Entzündungen korrelieren. In Übereinstimmung mit unseren Ergebnissen wurde berichtet, dass die Familien Peptococcaceae, Erysipelotrichaceae und Muribaculaceae eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Integrität der Schleimhautbarriere und dem Auftreten von Entzündungen spielen (Kankoush, 2015; Borton et al., 2017; Zhang et al., 2020). Daher vermuteten wir, dass TG die Häufigkeit einiger Gattungen, die der Familie Erysipelotrichacea, Peptococcaceae und Muribaculaceae zugeordnet sind, mäßigen und anschließend die leichte Entzündung im Dickdarm, die Hyperaktivität der HPA-Achse und die Störung der Integrität der Schleimhautbarriere lindern könnte. Interessanterweise wurde in unserer Studie nur eine Gattung namens nor ank_f_Muribaculaceae mit 5-HT und BDNF im Hippocampus korreliert. Der spezifische Mechanismus der Beziehung bleibt unklar und muss weiter untersucht werden. Ansonsten deuten die Ergebnisse auch darauf hin, dass es für die Mehrzahl der durch TG verursachten veränderten Gattungen extrem schwierig ist, die 5-HT-Spiegel im Hippocampus direkt zu beeinflussen. Um zu erklären, wie Veränderungen in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota den 5-HT-Spiegel im Hippocampus nach einer TG-Behandlung beeinflussen, erregte die komplizierte Beziehung zwischen dem Tryptophanstoffwechsel, der HPA-Achse, entzündlichen Zytokinen und 5-HT unsere Aufmerksamkeit. Tryptophan ist eine essentielle Aminosäure für den Menschen und wird zu weniger als 1 % in der Proteinsynthese verwendet, wobei der Großteil (über 90 %) durch IDO1 und Tryptophan 2,3-Dioxygenase 2 (TDO2) in Kynurenine umgewandelt wird, und ungefähr 5 Prozent werden durch Tryptophanhydroxylase den Serotoninweg hinuntergetrieben (Duan, et al. 2018). Der 5-HT-Spiegel im Gehirn hängt weitgehend von der Verfügbarkeit von peripherem Tryptophan ab, da Tryptophan über neutrale Aminosäuretransporter ins Gehirn transportiert wird (Duan et al., 2018). IDO1, das geschwindigkeitsbestimmende Enzym im ersten Schritt des Kynurenin-Signalwegs, wird hauptsächlich durch IFN- und andere entzündungsfördernde Zytokine wie IL-1 und TNF- induziert (Kennedy et al., 2017). die in unserer Studie mit der Darmmikrobiota in Verbindung gebracht wurden. Wie berichtet, wird mehr Tryptophan über den Kynurenin-Stoffwechselweg metabolisiert, wodurch die Umwandlung von Tryptophan zu 5-HT kompetitiv reduziert wird und eine Verbindung zu dem verringerten 5-HT entsteht, das häufig bei Depressionen auftritt (O'Mahony et al., 2015). Daher sind niedrigere Tryptophanspiegel und höhere Kyn/Trp-Werte häufig und gehen mit einem erhöhten Risiko einer depressiven Verstimmung einher. Nach der TG-Verabreichung wurde die Überexpression von IDO1 im Dickdarm gehemmt, was zu erhöhten Serum-Tryptophanspiegeln und einer Verringerung des Serum-Kyn/Trp führte, was die potenzielle Verbindung zwischen Darmmikrobiota und Hippocampus 5-HT-Spiegel, die durch TG beeinflusst werden, aufzeigte. Unterdessen ist BDNF, ein Mitglied der Neurotrophin-Familie, essentiell für die Zelldifferenzierung, das neuronale Überleben, die Synapsenbildung und Neuroplastizitätsprozesse bei Depressionen (Greenberg et al., 2009). Jüngste Studien haben gezeigt, dass BDNF eng mit der Barrierefunktion der Darmschleimhaut und der Darmmikrobiota verbunden ist (Maqsood und Stone, 2016). Außerdem wurde berichtet, dass die Veränderungen der Darmmikrobiota das Potenzial besitzen, die BDNF-Expression zu erhöhen und somit die Entwicklung von depressiven Verhaltensweisen zu beeinflussen (Du et al., 2020). Ähnlich wie bei der 5-HT-Variation war es jedoch für die meisten durch TG in unserer Studie verursachten veränderten Gattungen äußerst unmöglich, die BDNF-Spiegel im Hippocampus direkt zu beeinflussen, und die intrinsische molekulare Verbindung und der Mechanismus müssen weiter untersucht werden.

Im Gegensatz dazu zeigte HT, ein Darmmikrobiota-Metabolit von TG, in der vorliegenden Studie ebenfalls eine antidepressive Wirkung, was mit seiner vorteilhaften neuroprotektiven Aktivität übereinstimmt (Hu et al., 2014). Besorgniserregend ist, dass HT auch entzündungsfördernde Zytokine, HPA- und HPG-Achsen-bezogene Hormone und hippocampale 5-HT-Konzentrationen auf ein ähnliches Niveau wie die Kontrollen in CUMS-Ratten abschwächen könnte, während die meisten der veränderten mikrobiellen Gattungen betroffen waren durch HT hatte schwache Korrelationen mit den oben genannten physiologischen Indizes, was darauf hindeutet, dass die Darmmikrobiota möglicherweise nicht das Ziel der antidepressiven Aktivität von HT ist. Darüber hinaus unterdrückte HT die Überexpression von IDO1 im Hippocampus, aber nicht im Dickdarm, begleitet von erhöhten Tryptophanspiegeln im Serum. Das Auftreten der offensichtlichen Unterschiede zwischen TG und HT kann auf die hervorragende Aufnahme von HT in den Blutkreislauf und die Fähigkeit von HT zurückzuführen sein, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden (Robles-Almazan et al., 2018), was ebenfalls darauf hinweist, dass die Eine starke metabolische Kapazität der Darmmikrobiota ist besonders wichtig für die antidepressive Aktivität von TG, zusätzlich zu seinen physiologischen Funktionen. Daher haben wir vorläufig bewiesen, dass die bidirektionale Wechselwirkung der Phytochemikalien und der Darmmikrobiota eine entscheidende Rolle bei der Behandlung von Depressionen mit TG-Verabreichung spielt (wie in Abb. 9 gezeigt).

Cistanche Nahrungsergänzungsmittelspiele einentscheidende Rolle bei der Behandlung von Depressionen.

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Fazit

Zusammenfassend war TG hauptsächlich für die antidepressive Aktivität von CT verantwortlich, was sich in den synergistischen Wirkungen von Phenylethanoid- und Iridoidglykosiden auf die Hyperaktivierung der HPA-Achse, schwere periphere und neurale Entzündungen und Mängel in 5-HT und BDNF widerspiegelt der Hippocampus. Darüber hinaus wurde der potenzielle molekulare Mechanismus der antidepressiven Wirkung von TG durch die bidirektionale Wechselwirkung der Phytochemikalien und der Darmmikrobiota erreicht. Darüber hinaus deutete die Verbesserung der unterdrückten HPG-Achse und der Anomalie der zyklischen Nukleotide durch TG und HT, die nicht durch die Behandlung mit SSRIs, repräsentiert durch Fluoxetin, reguliert wurden, auf den deutlichen Vorteil der CT bei der Behandlung von Depressionen hin. Solche Modulationen stellen eine vielversprechende Strategie für die Behandlung von Depressionen mit CT und ähnlichen traditionellen pflanzlichen Arzneimitteln dar.