Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Geleneksel Moğol Tıbbı Zadi-5 için Sıçan Depresyon Modelinde Davranışsal ve Ağ Farmakolojisi Temelli Analizler

Published: February 24, 2023 doi: 10.3791/64832
Automatic Translation
*1, *1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1
1Faculty of Mongolian Medicine, Inner Mongolia Medical University, 2Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University
* These authors contributed equally

Summary

Bu protokol, geleneksel bir Moğol tıbbı olan Zadi-5'in depresyondaki terapötik etkinliğinin davranışsal test doğrulaması ve biyoinformatik tahmini için bir yöntemi açıklamaktadır.

Abstract

Zadi-5, depresyon ve tahriş semptomlarının tedavisinde yaygın olarak kullanılan geleneksel bir Moğol ilacıdır. Zadi-5'in depresyona karşı terapötik etkileri daha önce bildirilen klinik çalışmalarda belirtilmiş olmasına rağmen, ilaçta bulunan aktif farmasötik bileşiklerin kimliği ve etkisi tam olarak aydınlatılamamıştır. Bu çalışma, ilaç bileşimini tahmin etmek ve Zadi-5 haplarındaki terapötik olarak aktif bileşikleri tanımlamak için ağ farmakolojisini kullandı. Burada, kronik öngörülemeyen hafif stresin (CUMS) bir sıçan modelini kurduk ve Zadi-5'in depresyondaki potansiyel terapötik etkinliğini araştırmak için bir açık alan testi (OFT), Morris su labirenti (MWM) analizi ve sükroz tüketim testi (SCT) gerçekleştirdik. Bu çalışma, Zadi-5'in depresyon için terapötik etkilerini göstermeyi ve Zadi-5'in bozukluğa karşı etkisinin kritik yolunu tahmin etmeyi amaçladı. Fluoksetin (pozitif kontrol) ve Zadi-5 gruplarının dikey ve yatay skorları (OFT), SKT ve zon geçiş sayıları, tedavi edilmeyen CUMS grubu sıçanlara göre anlamlı olarak daha yüksekti (P < 0.05). Ağ farmakolojisi analiz sonuçlarına göre, Zadi-5'in antidepresan etkisi için PI3K-AKT yolağının gerekli olduğu bulunmuştur.

Introduction

Majör depresif bozukluk (MDB) olarak da bilinen depresyon, toplum üzerindeki tıbbi ve ekonomik yüklerin artmasından sorumlu ciddi bir nöropsikiyatrik hastalıktır. İlişkili karmaşıklık, morbidite ve mortalite oranları nedeniyle, bozukluğaçare bulmak için önemli miktarda araştırma yapılmıştır 1,2. Dünya Sağlık Örgütü tarafından yapılan bir ruh sağlığı araştırmasına göre, şu anda dünya çapında yaklaşık 350 milyon insan depresyon ve buna bağlı semptomlardan muzdarip. Depresyonun 2030 yılına kadar küresel olarak hastalık yükünün önde gelen nedeni olarak kanser ve kardiyovasküler hastalıkları geride bırakacağı tahmin edilmektedir. Bu nedenle, depresyonun önlenmesi ve tedavisi yakın gelecekte küresel bir öncelik haline gelecektir3. MDB'nin patogenezi henüz aydınlatılamamıştır. Yine de, genellikle aşağıdaki faktörlere atfedilir: genetik yatkınlık, hipotalamus-hipofiz-adrenal eksenin disfonksiyonu, nörotransmitter sekresyonunda azalma, nöroimmün düzensizliğe bağlı nöroinflamasyon, hücre apoptozu ve hücre proliferasyonunda azalma 4,5.

Bu faktörler arasında, nöroimmün düzensizliğe bağlı nöroinflamasyon ve nörotrofik faktörlerin değişmiş sekresyonları, depresyon ve diğer birçok psikiyatrik hastalığın gelişimindeki rolleri nedeniyle özellikle dikkat çekmiştir6. Son on yılda, bilim adamları, hipokampusun rejeneratif sinir fonksiyonları için baskın bölge olduğunu ve duygu ve bilişin düzenlenmesinde rol oynadığını göstermiştir. Bu bağlamda, hipokampal nöronlar, geliştirilmekte olan antidepresan ilaçlar için yeni terapötik hedefler olarak kabul edilmektedir 7,8. Ayrıca, hipokampusun anıların öğrenilmesinde ve pekiştirilmesinde kısa ve uzun süreli bellekte yer aldığı da bildirilmektedir. Spesifik olarak, hipokampusun CA1 bölgesindeki piramidal nöronların eksikliği, retrograd ve anterograd amneziyeneden olur 9. Tipik bir antidepresan terapötik strateji, hipokampusun dentat girusunda hücre proliferasyonunu ve nörojenezi arttırmayı amaçlar. Tıbbi kimya tekniklerine dayalı olarak sentezlenen doğal ürün kaynaklı bileşikler ve küçük moleküller, çeşitli nöropsikiyatrik durumlar için yenilikçi terapötik ajanların birincil kaynakları olarak kabul edilir.

Uzun bir geçmişe ve iyi desteklenen bir teorik tıbbi sisteme sahip olan geleneksel Moğol ilaçları, Moğol platosunun göçebelerinden türemiştir Bu ilaçlar, sinerjik işlevler oluşturmak için uyum içinde hareket eden çeşitli tıbbi bileşenler nedeniyle çok hedefli ve çok etkiler gösterir. Zadi-5, bu tür ilaçlar arasında köklü bir formülasyondur ve ilk olarak Dr. Gao Shi (1804-1876) adlı seçkin bir Moğol klinisyen tarafından yazılan "Dr. Gao Shi'nin Klinik Deneyimi" nde kaydedilmiştir. Moğolistan'da bu hapları sıkıntı, çarpıntı, tahriş ve kalp bıçaklanma ağrısısemptomlarını tedavi etmek için kullanmak uzun süredir klinik bir uygulamadır 10,11. Ayrıca, Zadi-5'in etkilenen hastalarda inme sonrası depresyonu hafifletmede kanıtlanmış etkileri vardır12. CUMS ile ilgili son deneysel araştırmalar, Zadi-5 formülasyonunun merkezi nörotransmiterleri düzenleyerek depresyonu hafiflettiğini ortaya koymuştur13; gerçekten de, Zadi-5 ile, beyin kaynaklı nörotrofik faktör (BDNF) ve tirozin kinaz reseptörü B (TrkB) seviyelerinde artış tespit edilmiş ve bir sıçan depresyon modelinde gelişmiş öğrenme ve hafıza ile ilişkilendirilmiştir14. Bununla birlikte, Zadi-5'in depresyonun bu şekilde hafifletilmesi için kesin etki mekanizması açıklığa kavuşturulmamıştır.

Bu çalışma, davranışsal bir test kullanarak Zadi-5'in sıçanlarda depresyona karşı terapötik etkilerini göstermeyi ve geleneksel bir Moğol tıbbı olan Zadi-5'in depresyon tedavisindeki etkinliğinin altında yatan potansiyel mekanizmaları tahmin etmek için Geleneksel Çin Tıbbı Sistemleri Farmakolojisi (TCMSP) ve İsviçre Hedef Tahminini kullanarak Zadi-5'in bileşenlerini tanımlamayı amaçladı.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Tüm deney protokolleri, İç Moğolistan Tıp Üniversitesi Hayvan Deneyi Bakım Komitesi Etiği tarafından onaylandı ve Ulusal Sağlık Enstitüleri'nin hayvan bakımı ve etiği konusundaki yönergelerini takip etti. 8 haftalık (200 g ± 20 g) erkek Sprague Dawley (SD) sıçanları, 1 hafta boyunca 12 saat / 12 saat düzenlenmiş aydınlık / karanlık döngüsü altında kontrollü bir sıcaklık (22 ° C ± 2 ° C) ve nem (% 55 ±% 15) olan bir odaya yerleştirildi. Ağ farmakolojisi analizinin iş akışı için Şekil 1'e bakın.

1. Sıçanlarda davranış testi

  1. Bir CUMS sıçan modeli oluşturun
    1. Kontroller hariç tüm sıçanlara 28 gün boyunca izolasyonla birlikte aşağıdaki uyaranları uygulayın: 24 saat boyunca aydınlık/karanlık döngüsünün tersine çevrilmesi, 24 saat boyunca yiyecek yoksunluğu, 24 saat su yoksunluğu, 15 dakika boyunca yüksek hızda sallama (bir kez/ler), 2 dakika kuyruk kelepçesi, 5 dakika boyunca soğuk suda (4 ° C) yüzme, 45 °C ısı stimülasyonu ve 24 saat ıslak dolgu (Tablo 1). Fareleri ayrı kafeslerde yetiştirin.
      NOT: Art arda günler boyunca aynı tür uyaranları tekrarlamaktan kaçının.  Bir CUMS sıçan modeli oluşturmak için yukarıdaki prosedürler hayvan etik komitesi tarafından onaylanmış ve daha önceaçıklanmıştır 15.
  2. İlaç hazırlama
    1. Zadi-5 hapını bir öğütücüde toz haline getirin ve damıtılmış suda 1.16 g / mL'lik bir çözelti hazırlayın. Ayrı olarak, damıtılmış suda 0.36 mg / mL'lik bir fluoksetin çözeltisi hazırlayın.
  3. İlaç uygulaması
    1. Sıçanları rastgele altı gruba ayırın (n = 10): kontrol (CON), model (MOD), Zadi-5 grubu (Zadi-5, 1.6 g Zadi-5 / kg16), fluoksetin grubu (Fluoksetin, 3.6 mg fluoksetin / kg). 28 gün boyunca günde bir kez, uygun ilaç çözeltisinin sıçan başına 1 mL / g'yi gavaj yoluyla uygulayın ve CON ve MOD gruplarını eşit hacimde damıtılmış su ile muamele edin.
      NOT: Gavage, tüm gruplar için model oluşturmanın başlangıcında başlar.
  4. Açık alan testi (OFT)
    1. Bir kara kutuyu (50 cm x 50 cm x 30 cm) eşit alana sahip dokuz kare bölgeye bölün. Kutuyu bir video izleme analiz sistemi ile donatın. Son gavajdan bir gün sonra, fareyi orta kareye yerleştirin ve yatay ve dikey aktivitelerini 3 dakika boyunca kaydedin.
    2. Yatay bir aktivite olarak tüm pençelerle geçilen karelerin sayısını puanlayın ve dikey bir aktivite olarak ayakta durma ve tımar etmeyi puanlayın. Her testten sonra, sonraki testler için sıçan kokusunu gidermek için kutuyu% 75 alkolle temizleyin17.
  5. Sakkaroz tüketim testi (SCT)
    1. İlgili şişeleri tüketimden önce ve sonra tartın ve denklem (1)'i kullanarak 60. gün, 0. gün, 7. gün, 14. gün, 21. gün ve 28. günde 28 dakikalık sükroz tercih oranlarını hesaplayın:
      Sükroz tüketimi = Equation 1 × %100 (1)
  6. Morris su labirenti (MWM)
    1. Havuzu dört çeyreğe bölün. Kadranları birden dörde kadar sıralayın ve gizli platformu su yüzeyinin 1 cm altına üçüncü çeyreğe yerleştirin.
    2. Platformu 120 saniye boyunca aramak için sıçan deneğini farklı kadranlarda labirente yerleştirin ve MWM video izi analiz sistemini kullanarak gecikme süresini kaydedin.
    3. Sıçan deneğini havuzda sabit bir konuma yerleştirin. Konu gizli platformu 120 sn içinde bulamazsa, gecikmeyi 120 sn olarak kaydedin.
    4. Ardından, platformu yerinden çıkarın, fareyi suya yerleştirin ve 120 s boyunca bölge geçişlerinin sayısını kaydedin.
    5. Bir miktar opaklık için havuza süt ekleyin. Deney sırasında su sıcaklığını 23 °C ± 1 °C arasında tutun.

2. Ağ farmakolojik tahmini

  1. Aktif bileşenleri Zadi-5'te tarayın.
    1. Geleneksel Çin Tıbbı Sistemleri Farmakolojisine (TCMSP, https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php) göz atın ve kimyasalların adlarını almak için "bitki adı" bölümüne "Myristicae Semen Tohumları", "Aucklandiae Radix kökleri" ve "Piperis Longi Fructus" girin. Oral biyoyararlanımın (OB) farmakokinetik indeksini %>30 ve ilaç benzeri (DL) indeksi >0.18 olarak ayarlayın (Ek Dosya 1).
    2. "Rou Dou Kou" (Myristica fragrans Houtt), "Tu Mu Xiang" (Inula helenium L.), "Mu Xiang" (Aucklandia lappa Decne.), "Guang Zao" (Choerospondias axillaris Roxb. Burtt Hill) ve Çin Tıbbı Farmakopesi'nde (http://www.zhongyaocai360.com/zhongguoyaodian/) her bir bileşenin kimyasal adlarını tanımlamak için "Bi Ba" (Piper longum L.).
    3. İzomerik SMILES veya InChIkey'i bulmak için PubChem'de (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/) tanımlanan kimyasal isimleri arayın
  2. Zadi-5'teki aktif bileşenlerin hedef proteinlerini tanımlayın.
    1. İzomerik SMILES veya InChIkey ile SEA (http://sea.bkslab.org/), BATMAN (http://bionet.ncpsb.org.cn/batman-tcm/) ve Swiss Target Prediction (http://www.swisstargetprediction.ch/) kullanarak aktif bileşenlerin hedef proteinlerini belirleyin ve örtüşen proteinleri bulun.
    2. Tanımlanan hedefleri birleşik gen adlarına dönüştürmek için protein veritabanı UniProt'u (http://www.uniprot.org/uploadlists/) kullanın.
  3. Depresyon için hedef proteinleri araştırın.
    1. Genecards (https://www.genecards.org/), Disgenet (https://www.disgenet.org/) ve Drugbank'ta (https://www.drugbank.com/) "depresyon" ve "depresif bozukluk" anahtar kelimelerini kullanarak depresyon için potansiyel protein hedeflerini araştırın ve belirleyin.
  4. Hedef genleri bulun.
    1. Venn şemasına (http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/Venn/) göz atın, Zadi-5'in aktif bileşenlerinin hedeflerini Liste-1'e yükleyin, depresyon hedeflerini Liste-2'ye yükleyin ve gönderin. Venn şemasını edinin ve çakışan hedef adayları filtreleyin.
  5. Ağı oluşturun.
    1. "Tür ve Ağ" adlı bir elektronik tablo oluşturun (Ek Dosya 2). "Tip" ağın imzasıdır ve "Ağ" işaretler arasındaki ilişkiyi gösterir.
    2. "Zadi-5 otlar-malzemeler-hastalık hedefleri" ağını oluşturmak için "Tür ve Ağ"ı Cytoscape v3.9.0'a aktarın.
  6. Hedef adayların protein-protein etkileşimi (PPI) ağını analiz eder.
    1. Etkileşimlerini analiz etmek için STRING veritabanında (https://cn.string- db.org/) ortak hedefleri ayarlayın. Protein türünü "homo sapiens" olarak ayarlayın. Etkileşim eşiği değerini 0,9 olarak ayarlayın ve yalnızca deneysel olarak doğrulanmış türleri seçin. Yalnız ada düğümlerini göstermeyin.
  7. Kyoto Genler ve Genomlar Ansiklopedisi (KEGG) ve Gen Ontolojisi (GO) zenginleştirme analizlerini hedefle ilgili yolların analizlerini gerçekleştirin.
    1. Biyolojik süreç, hücresel bileşen ve moleküler fonksiyon dahil olmak üzere Gen Ontolojisi (GO) fonksiyonunu ve Kyoto Genler ve Genomlar Ansiklopedisi (KEGG) yol zenginleştirme analizlerini gerçekleştirerek ilgili sinyal yollarını incelemek için Zadi-5'in 86 potansiyel antidepresan hedefini DAVID'deki (https:// david.ncifcrf.gov/) başlangıç analizi braketine yapıştırın.
      NOT: KEGG, çevrimiçi bir IMageGP (http://www.ehbio.com /ImageGP/index.php/Home/Index/) kullanılarak kabarcık grafiğinde görselleştirilir. Kabarcık boyutu, belirtilen yolda zenginleştirilen hedeflerin sayısını temsil eder ve kabarcık rengi, zenginleştirmenin P değerini temsil eder.
  8. PI3K-AKT sinyal yolu ile etkileşime giren Zadi-5'teki aktif bileşikleri göstermek için ağı oluşturun.
    1. KEGG yol belgesini indirin, zenginleştirme analizinden PI3K-AKT yolunun genlerini seçin ve bir "Tip ve Ağ" belgesi oluşturmak için bunları elektronik tabloya yapıştırın.
    2. "PI3K-AKT görselleştirilmiş bileşikler-hedefler-yollar ağı" oluşturmak için "Tip ve Ağ" belgesini Cytoscape'e aktarın (Ek Dosya 3).
      NOT: "Tür" ağın imzasıdır ve "Ağ" işaretler arasındaki ilişkiyi gösterir.

3. İstatistiksel analiz

  1. Biyokimyasal ve gen ekspresyon parametrelerindeki önemli farklılıkları belirlemek için tek yönlü bir varyans analizi (ANOVA) ve ardından Duncan'ın post hoc testini kullanın. Ortalama ± standart sapmayı (SD) hesaplayın ve verileri görselleştirin. P < 0.05'i istatistiksel olarak anlamlı olarak düşünün.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Hayvanlarda davranış testi
CUMS ile indüklenen sıçan depresyon modelinde davranış testlerinin sonuçları
CUMS stimülasyonundan önce test edilen gruplar arasında OFT skoru, sükroz tüketimi ve MWM analizi açısından anlamlı fark bulunmadı. CUMS modeli oluşturulduktan sonra, MOD grubunun dikey ve yatay puanları CON grubundan daha düşüktü (P < 0.05). MOD grubu ile karşılaştırıldığında, POS ve Zadi-5 gruplarının dikey ve yatay puanları anlamlı olarak daha yüksekti (P < 0.05) (Şekil 2A,B).

0. günde, test edilen grupların sükroz tüketiminde (%) anlamlı bir fark yoktu. Zadi-5 ve POS gruplarının sükroz tüketimi (%) 28. günde MOD grubundan daha yüksekti (Şekil 2C).

CON grubu ile karşılaştırıldığında, MOD grubunun MWM'de platformu bulma gecikmesi önemli ölçüde daha yüksekti (P < 0.01). POS grubundaki gecikme, MOD grubundakinden belirgin şekilde daha düşüktü. Zadi-5 grubundaki sıçanların latansları MOD grubundan daha düşüktü, ancak önemli derecede değildi. Bölge geçiş sayıları ile ilgili olarak, MOD grubu CON grubundan daha az geçiş gösterdi. POS ve Zadi-5 grupları, MOD grubuna göre daha fazla geçiş gösterdi (Şekil 2D,E).

Ağ farmakolojisi tahmini
Zadi-5'te 134 aktif bileşen vardı ve bu bileşenler için 220 hedef protein adayı alındı. Ayrıca, depresyonla ilişkili 1.000 protein hedefi tahmin edildi. Venn şeması analizine göre, örtüşen 86 hedef Zadi-5'in depresyonla ilişkili kritik hedefleri olarak belirlenmiştir (Şekil 3). Bu bulgulara dayanarak, "Zadi-5 otlar-bileşenler-hastalık hedefleri" ve hedef adaylarının PPI ağ analizi oluşturulmuştur (Şekil 4A, B, Şekil 5 ve Tablo 2). PI3K-AKT yolu nispeten düzensiz kenarlar gösterdi, bu da bu yolun Zadi-5'in antidepresan etkisi için gerekli olduğunu gösteriyor. KEGG yol analizine göre, PI3K-AKT sinyal yolu yedinci sırada yer aldı (Şekil 6) ve birçok sinyal yolu ile ilişkilendirildi. Buna göre, diğer zenginleştirme yolaklarından nispeten daha önemli kabul edilmiştir (Şekil 7A-C ve Şekil 8).

Figure 1
Şekil 1: İn vivo doğrulama için ağ farmakolojisi analizinin iş akışı. Kısaltmalar: PPI = protein-protein etkileşimi; KEGG = Kyoto Genler ve Genomlar Ansiklopedisi; GO = Gen Ontolojisi; OFT = açık alan testi; MWM = Morris Su Labirenti; SCT = sakkaroz tüketim testi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 2
Şekil 2: Zadi-5'in CUMS kaynaklı sıçan depresyon modeli üzerindeki etkileri. (A) OFT dikey puanları. (B) OFT yatay puanları. (C) 0. gün ve 28. günde sükroz tüketim seviyesi (%) (D) MWM testi için gecikme süresi. (E) MWM testi için bölge geçiş numaraları. ##P < 0.01, CUMS MOD grubunun CON grubuna kıyasla önemli farklılıklar gösterdiğini gösterir. *P < 0.05, POS grubu ve Zadi-5 grubunun MOD grubuna göre anlamlı farklılıklar gösterdiğini göstermektedir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 3
Şekil 3: Zadi-5 ve depresyonla ilişkili proteinlerin protein hedeflerinin Venn diyagramı. Kırmızı daire, Zadi-5'teki aktif bileşenlerin hedeflerini temsil ederken, mavi daire, depresyonla ilişkili proteinleri temsil eder. İki rengin kesişimi, Zadi-5 tarafından depresyonun hafifletilmesi için terapötik hedefler olarak tanımlanabilecek örtüşen proteinleri temsil eder. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 4
Şekil 4: "Zadi-5 otlar-bileşenler-hastalık hedefleri ağı"nın inşası. Kırmızı paralelkenarlar Zadi-5 ve bitkilerini temsil ederken, pembe, turuncu, sarı, yeşil ve mor daireler her bitkinin bileşenlerini temsil eder. Mavi elmaslar, yeşil altıgen olan depresyonla ilişkili proteinleri temsil eder. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 5
Şekil 5: Örtüşen protein hedeflerinin ÜFE'si. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 6
Şekil 6: Örtüşen 86 protein hedefine dayalı olarak KEGG ile zenginleştirilmiş ilk 20 terim için kabarcık grafiği. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 7
Şekil 7: Zadi-5 bileşenleri ve depresyonla ilişkili protein hedefleri için temel biyoinformatik sonuçları. (A) Zadi-5 ve depresyonun en üst üste binen 20 moleküler fonksiyonu GO terimleri. (B) Örtüşen ilk 20 hücresel bileşen, Zadi-5 ve depresyon terimlerini GO olarak gösterir. (C) Örtüşen ilk 20 biyolojik süreç, Zadi-5 ve depresyon terimlerini GO olarak adlandırır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 8
Şekil 8: Zadi-5 bileşenleri-PI3K-AKT sinyal yolu zenginleştirme, depresyon tedavisi için ağı hedefler. Daire, Zadi-5'in bileşenlerini temsil eder, altıgenler Zadi-5'in her bir ilacını gösterir ve yeşil elmaslar, PI3K-AKT sinyal yolunun zenginleştirilmiş hedeflerini temsil eder. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 1: Sıçan deneklerde CUMS indüksiyonu için stres uyaranlarının sırası ve uygulama yöntemleri. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 2: Şekil 2'de kullanılan kimlik kodları. Kısaltmalar: MF = Myristica Fragrans Inula IH = Innula helenium L.; FC = Fructus choerospondiatis; AL = Aucklandia lappa Decne.; PL = Piper Longum L. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Dosya 1: Ağ farmakolojisi protokolünün ekran görüntüsü görüntüleri. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Dosya 2: Zadi-5 bileşenleri-proteinler-depresyon ağı. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Dosya 3: Ağ türü. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Depresyon, düşük ruh hali, anhedoni ve enerji eksikliği ile karakterize bir akıl hastalığıdır. Bu bozukluğa dikkat dağınıklığı, bilişsel işlev bozukluğu, sosyal geri çekilme, uykusuzluk, cinsel işlev bozukluğu ve gastrointestinal hastalıklar eşlik eder 18,19. Depresyon çalışmasında, yeni ilaçların patolojik mekanizmalarını ve etkilerini anlamak için bir hayvan modeli oluşturmak çok önemlidir. Bu çalışmada, toplum, aile ve işle ilgili kaynaklardan stres, saldırı ve hayal kırıklığını simüle etmek için protokol bölüm 2 ve Tablo 1'de açıklanan tahrişler aracılığıyla CUMS'nin neden olduğu bir sıçan depresyon modeli oluşturulmuştur. Uyaranların yoğunluklarının uygun sıralanması ve ayarlanması, bu depresyon modelini oluşturmak için kritik öneme sahiptir. Ek olarak, her sıçan OFT testinden sonra, bir sonraki sıçanın izinin etkilenmesini önlemek için kutu derhal temizlenmelidir. İzolasyon ile birleştirilen CUMS, insan hastalarda depresif semptomların ve biyokimyasal belirtilerin gelişimini simüle eden güvenilir bir sıçan depresyon modeli20 oluşturur. Bu model, depresyonun patofizyolojik mekanizmalarını araştırmak ve geliştirilmekte olan antidepresan ilaçları değerlendirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır21,22. OFT, SCT ve MWM gibi testler, sıçan deneklerin iştahını, motivasyon eksikliğini, öğrenme yeteneğini ve hafızasını değerlendirmenin basit, objektif ve makul yollarıdır. Bu testler, nörobozuklukların hayvan modellerini test etmek için altın standart olarak kabul edilmektedir.

Bu çalışmada, ağ farmakolojisi, web siteleri, kitaplar ve akademik dergiler gibi mevcut birçok kaynaktan veri toplayan, depolayan ve işleyen çevrimiçi sitelerin TCMSP veritabanına dayanmaktadır23. Araştırma için gereken zaman ve maliyetleri azaltarak karmaşık etki mekanizmalarına sahip geleneksel ilaçların araştırılmasını etkin bir şekilde destekler24,25. Ağ farmakolojisinde, veriler excel dosyalarına kopyalanır ve her ilaca ve veritabanına göre açıkça sınıflandırılır. Geleneksel Moğol tıbbı, geleneksel Çin tıbbından farklıdır, çünkü her ilacın bileşenleri aranamaz. Bu bağlamda, protokol adımı 2.2.1, bu çalışmada etkili kimyasal bileşenleri tanımlamak için değerli bir veri tabanını listeler. Protokol adımı 2.4'te açıklandığı gibi, Zadi-5 ve depresyonun örtüşen hedef proteinlerinin üç farklı veri tabanına dayalı olarak belirlenmesi, araştırmanın doğruluğunu ve verimliliğini sağlayabilir. Bu, sonuçların doğruluğunu artırmak için gerekli olan denemenin önemli bir değişikliğini temsil eder. PPI etkileşimi, KEGG'ler ve GO fonksiyonel zenginleştirme analizleri, PI3K-AKT sinyal yolunun Zadi-5'in depresyona karşı terapötik etkilerinde hayati bir rol oynadığını göstermiştir. Sağkalım yanlısı kinaz sinyal kaskad PI3K / AKT yolu, anti-oksidatif stres ve anti-apoptotik etkiler yoluyla nöron hasarında çok önemli bir rol oynayan hücre içi bir sinyal iletim yoludur26. PI3K-AKT sinyal yolu, proliferasyon, hayatta kalma, farklılaşma ve protein translasyonu gibi temel hücresel fonksiyonlarla yakından ilişkilidir. Ek olarak, kalp ve beyin gibi belirli organlardaki hücrelerin metabolizmasında baskın bir rol oynar27. PI3K-AKT yolunun aktivasyonunun, reaktif oksijen türlerinin (ROS) oluşumunu inhibe etmek için anti-oksidatif Bcl-2 proteinlerini düzenleyerek nöron fonksiyonlarını kontrol edebileceği ve nöronları oksidatif hasardan koruyabileceği bildirilmiştir28,29.

Bu çalışmada Zadi-5'in etkilerini tahmin etmek için davranışsal bir test ve ağ farmakolojik tahmini kullanılmıştır. Gelecekte, ağ farmakolojisi, bitkisel ilaçların biyoaktif bileşenlerini ve hedef proteinlerini tahmin etmek için kullanılabilir. Zadi-5'in biyoaktif bileşenlerini karakterize etmek için patolojik değerlendirme ve anahtar molekül testleri yapılacaktır. Hayvanların motivasyonunu, iştahını ve hafızasını doğrulamak için davranış testleri uygulanacaktır. Doğrulama kalitesini sağlamak için, çevrimiçi veritabanlarına dayalı Zadi-5 bileşenlerinin tahmini, sıvı kromatografisi-kütle spektrometrisi (LC-MS) ve nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi ile analiz edilecektir. Hedef proteinler western blot ve kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu (qPCR) analizleri ile analiz edilecektir30.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarların ifşa edecek herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

Acknowledgments

Çin'deki İç Moğolistan Tıp Üniversitesi Moğol tıp fakültesi tarafından sağlanan enstrümantasyon ve laboratuvar için minnettarız. Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (81760762) ve Çin İç Moğolistan Sağlık Komisyonu Bilim ve Teknoloji Planı Projesi (202201300) tarafından desteklenmiştir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Cytoscape software  version 3.7.0
Fluoxetine Lilly Suzhou Pharmaceutical Co., Ltd J20160029
Morris water maze video trail analysing system  Tai Meng Tech Co., Ltd WMT-200
Sprague Dawley rats Beijing Biotechnology Co., Ltd, China  SCXK (JING) 2016-0002
 video tracking system Tai Meng Tech Co., Ltd ZH-ZFT
Zadi-5 pill Pharmaceutical Preparation Center of International Mongolian Hospital, Inner Mongolia, China M1301006

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Jiang, N., et al. The antidepressant-like effects of Shen Yuan in a chronic unpredictable mild stress rat model. Frontiers in Psychiatry. 12, 622204 (2021).
  2. Yang, L. F., et al. The effects of psychological stress on depression. Current Neuropharmacology. 13 (4), 494-504 (2015).
  3. Liu, Q. Q., et al. Changes in the global burden of depression from 1990 to 2017: Findings from the Global Burden of Disease study. Journal of Psychiatric Research. 126, 134-140 (2020).
  4. Pinto, B., Conde, T., Domingues, I., Domingues, M. R. Adaptation of lipid profiling in depression disease and treatment: A critical review. International Journal of Molecular Sciences. 23 (4), 2032 (2022).
  5. Rahman, S., et al. Increased serum resistin but not G-CSF levels are associated in the pathophysiology of major depressive disorder: Findings from a case-control study. PLoS One. 17 (2), 0264404 (2022).
  6. Liu, C., et al. Danzhi Xiaoyao powder promotes neuronal regeneration by downregulating Notch signaling pathway in the treatment of generalized anxiety disorder. Frontiers in Pharmacology. 12, 772576 (2021).
  7. Tanti, A., Belzung, C. Hippocampal neurogenesis: a biomarker for depression or antidepressant effects? Methodological considerations and perspectives for future research. Cell and Tissue Research. 354 (1), 203-219 (2013).
  8. Zhu, C., et al. Silencing of RGS2 enhances hippocampal neuron regeneration and rescues depression-like behavioral impairments through activation of cAMP pathway. Brain Research. 1746, 147018 (2020).
  9. Toda, T., Parylak, S. L., Linker, S. B., Gage, F. H. The role of adult hippocampal neurogenesis in brain health and disease. Molecular Psychiatry. 24 (1), 67-87 (2019).
  10. Bold, S. History and Development of Traditional Mongolian Medicine, third edition. , Sodpress Kompanid Khevlv. Ulaanbaatar, Mongolia. (2013).
  11. Medical, E. committee of Mongolian Encyclopedia. Mongolian Studies' Encyclopedia: Mongolian Medicine, third edition. , Hohhot, Mongolia. (2012).
  12. Fan, L., Wang, W. Clinical observation of Mongolian medicine Zadi-5 combined with Western medicine to treat depression after stroke. China Practice Medicine. 14 (2), 115-116 (2019).
  13. Hu, R. L. B. G., et al. Experimental research on nutmeg wuwei pills against of depression model rats behavior and hippocampus monoamine neurotransmitters. Chinese Journal of ETMF. 21 (11), 146-149 (2015).
  14. Hu, R. L. B. G., et al. Effects of Rou kou Wuwei Pill on the learning and memory abilities and the expression of BDNF and TrkB in hippocampus of depression rats. CJTCMP. 32 (8), 3797-3800 (2017).
  15. Yang,, et al. Morinda officinalis oligosaccharides mitigate depression-like behaviors in hypertension rats by regulating Mfn2-mediated mitophagy. J Neuroinflammation. 20 (1), 31 (2023).
  16. Hu, R. L. B. G., et al. Effect of Zadi Wuwei pills on behaviors and learning memory in the depression model rats. World Journal of ITWM. 10 (10), 1367-1370 (2015).
  17. Ghasemi, M., Raza, M., Dehpour, A. R. NMDA receptor antagonists augment antidepressant-like effects of lithium in the mouse forced swimming test. Journal of Psychopharmacology. 24 (4), 585-594 (2010).
  18. Zhang, Y., et al. tea attenuates chronic unpredictable mild stress-induced depressive-like behavior in rats via the gut-brain axis. Nutrients. 14 (1), 99 (2021).
  19. Kandola, A., Ashdown-Franks, G., Hendrikse, J., Sabiston, C. M., Stubbs, B. Physical activity and depression: Towards understanding the antidepressant mechanisms of physical activity. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 107, 525-539 (2019).
  20. Sun, J., et al. Clostridium butyricum attenuates chronic unpredictable mild stress-induced depressive-like behavior in mice via the gut-brain axis. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 66 (31), 8415-8421 (2018).
  21. Willner, P. Chronic mild stress (CMS) revisited: Consistency and behavioural-neurobiological concordance in the effects of CMS. Neuropsychobiology. 52 (2), 90-110 (2005).
  22. Albrakati, A., et al. Neuroprotective efficiency of prodigiosins conjugated with selenium nanoparticles in rats exposed to chronic unpredictable mild stress is mediated through antioxidative, anti-inflammatory, anti-apoptotic, and neuromodulatory activities. International Journal of Nanomedicine. 16, 8447-8464 (2021).
  23. Chan, K., et al. Good practice in reviewing and publishing studies on herbal medicine, with special emphasis on traditional Chinese medicine and Chinese materia medica. Journal of Ethnopharmacology. 140 (3), 469-475 (2012).
  24. Su, H., et al. Exploration of the mechanism of Lianhua Qingwen in treating influenza virus pneumonia and new coronavirus pneumonia with the concept of "different diseases with the same treatment" based on network pharmacology. Evidence Based Complementary Alternative Medicine. 2022, 5536266 (2022).
  25. Zhou, P., et al. Network pharmacology and molecular docking analysis on pharmacological mechanisms of Astragalus membranaceus in the treatment of gastric ulcer. Evidence Based Complementary Alternative Medicine. 2022, 9007396 (2022).
  26. Hou, Y., et al. Salidroside intensifies mitochondrial function of CoCl2-damaged HT22 cells by stimulating PI3K-AKT-MAPK signaling pathway. Phytomedicine. 109, 154568 (2023).
  27. Aoyagi, T., Matsui, T. Phosphoinositide-3 kinase signaling in cardiac hypertrophy and heart failure. Current Pharmaceutical Design. 17 (18), 1818-1824 (2011).
  28. Zhu, H., et al. The neuroprotection of liraglutide against ischaemia-induced apoptosis through the activation of the PI3K/AKT and MAPK pathways. Scientific Reports. 6, 26859 (2016).
  29. Radak, Z., Zhao, Z., Koltai, E., Ohno, H., Atalayet, M. Oxygen consumption and usage during physical exercise: The balance between oxidative stress and ROS-dependent adaptive signaling. Antioxidants & Redox Signaling. 18 (10), 1208-1246 (2013).
  30. Wang, X., et al. Salidroside, a phenyl ethanol glycoside from Rhodiola crenulata, orchestrates hypoxic mitochondrial dynamics homeostasis by stimulating Sirt1/p53/Drp1 signaling. Journal of Ethnopharmacology. 2022, 115278 (2022).

Tags

Tıp Sayı 192 Depresyon Tedavisi Terapötik Etkiler Aktif Farmasötik Bileşikler Ağ Farmakolojisi Sıçan Modeli Kronik Öngörülemeyen Hafif Stres (CUMS) Açık Alan Testi (OFT) Morris Su Labirenti (MWM) Analizi Sakkaroz Tüketim Testi (SCT) Terapötik Etkinlik Kritik Yolak Fluoksetin PI3K-AKT Yolağı
Geleneksel Moğol Tıbbı Zadi-5 için Sıçan Depresyon Modelinde Davranışsal ve Ağ Farmakolojisi Temelli Analizler
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wu, R., Zu, W., Wu, L., Su, S., Su,… More

Wu, R., Zu, W., Wu, L., Su, S., Su, N., Qi, L., Wu, R., Sun, W., Hu, R. Behavioral and Network Pharmacology-Based Analyses for the Traditional Mongolian Medicine Zadi-5 in a Rat Model of Depression. J. Vis. Exp. (192), e64832, doi:10.3791/64832 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter