Waiting
Login processing...

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

Medicine

التحليلات السلوكية والقائمة على علم الصيدلة الشبكي للطب المنغولي التقليدي Zadi-5 في نموذج الفئران للاكتئاب

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

يصف البروتوكول الحالي طريقة للتحقق من صحة الاختبار السلوكي والتنبؤ المعلوماتي الحيوي بالفعالية العلاجية ل Zadi-5 ، وهو دواء منغولي تقليدي ، في الاكتئاب.

Abstract

Zadi-5 هو دواء منغولي تقليدي يستخدم على نطاق واسع لعلاج الاكتئاب وأعراض التهيج. على الرغم من أن الآثار العلاجية ل Zadi-5 ضد الاكتئاب قد تمت الإشارة إليها في الدراسات السريرية التي تم الإبلاغ عنها سابقا ، إلا أن هوية وتأثير المركبات الصيدلانية النشطة الموجودة في الدواء لم يتم توضيحها بشكل كامل. استخدمت هذه الدراسة علم الأدوية الشبكي للتنبؤ بتكوين الدواء وتحديد المركبات النشطة علاجيا في حبوب Zadi-5. هنا ، أنشأنا نموذجا للفئران من الإجهاد الخفيف المزمن غير المتوقع (CUMS) وأجرينا اختبارا ميدانيا مفتوحا (OFT) ، وتحليل متاهة مياه موريس (MWM) ، واختبار استهلاك السكروز (SCT) للتحقيق في الفعالية العلاجية المحتملة ل Zadi-5 في الاكتئاب. تهدف هذه الدراسة إلى إظهار الآثار العلاجية ل Zadi-5 للاكتئاب والتنبؤ بالمسار الحرج لعمل Zadi-5 ضد الاضطراب. كانت الدرجات الرأسية والأفقية (OFT) و SCT وأرقام عبور المنطقة لمجموعات فلوكستين (السيطرة الإيجابية) و Zadi-5 أعلى بكثير (P < 0.05) من تلك الخاصة بفئران مجموعة CUMS دون علاج. وفقا لنتائج تحليل علم الأدوية الشبكي ، تم العثور على مسار PI3K-AKT ليكون ضروريا للتأثير المضاد للاكتئاب ل Zadi-5.

Introduction

الاكتئاب ، المعروف أيضا باسم الاضطراب الاكتئابي الرئيسي (MDD) ، هو مرض عصبي شديد مسؤول عن تزايد الأعباء الطبية والاقتصادية على المجتمع. نظرا للتعقيد المرتبط بها ، ومعدلات المراضة والوفيات ، فقد تم إجراء قدر كبير من الأبحاث لإيجاد علاجات للاضطراب 1,2. وفقا لمسح الصحة العقلية الذي أجرته منظمة الصحة العالمية ، يعاني حوالي 350 مليون شخص حاليا من الاكتئاب والأعراض المرتبطة به في جميع أنحاء العالم. من المتوقع أن يتفوق الاكتئاب على السرطان وأمراض القلب والأوعية الدموية باعتباره السبب الرئيسي لعبء المرض على مستوى العالم بحلول عام 2030. وبالتالي ، ستصبح الوقاية من الاكتئاب وعلاجه أولوية عالمية في المستقبل القريب3. لم يتم بعد توضيح التسبب في MDD. ومع ذلك ، فإنه يعزى عادة إلى العوامل التالية: الاستعداد الوراثي ، واختلال وظيفي في محور ما تحت المهاد والغدة النخامية والغدة الكظرية ، وانخفاض إفراز الناقل العصبي ، والالتهاب العصبي الناجم عن خلل التنظيم المناعي العصبي ، وموت الخلايا المبرمج ، وانخفاض تكاثر الخلايا 4,5.

من بين هذه العوامل ، تلقى الالتهاب العصبي الناجم عن خلل التنظيم المناعي العصبي والإفراز المتغير لعوامل التغذية العصبية اهتماما خاصا لأدوارها في تطور الاكتئاب والعديد من الأمراض النفسية الأخرى6. في العقد الماضي ، أثبت العلماء أن الحصين هو الموقع المهيمن لوظائف الأعصاب المتجددة ويشارك في تنظيم العاطفة والإدراك. في هذا الصدد ، يتم التعرف على الخلايا العصبية الحصين كأهداف علاجية جديدة للأدوية المضادة للاكتئاب قيد التطوير 7,8. علاوة على ذلك ، يقال أيضا أن الحصين يشارك في الذاكرة قصيرة المدى وطويلة المدى في تعلم الذكريات وتعزيزها. على وجه التحديد ، يؤدي نقص الخلايا العصبية الهرمية في منطقة CA1 من الحصين إلى فقدان الذاكرة إلى الوراءوالمتقدم 9. تهدف الإستراتيجية العلاجية النموذجية المضادة للاكتئاب إلى تعزيز تكاثر الخلايا وتكوين الخلايا العصبية في التلفيف المسنن في الحصين. تعتبر المركبات المشتقة من المنتجات الطبيعية والجزيئات الصغيرة التي يتم تصنيعها بناء على تقنيات الكيمياء الطبية المصادر الأساسية للعوامل العلاجية المبتكرة لمختلف الحالات العصبية والنفسية.

الأدوية المنغولية التقليدية ، التي لها تاريخ طويل ونظام طبي نظري مدعوم جيدا ، تنحدر من بدو الهضبة المنغولية تظهر هذه الأدوية تأثيرات متعددة الأهداف ومتعددة المسارات بسبب المكونات الطبية المختلفة التي تعمل بشكل متضافر لتوليد وظائف تآزرية. Zadi-5 هو تركيبة راسخة بين هذه الأدوية وتم تسجيله لأول مرة في "التجربة السريرية للدكتور قاو شي" ، التي كتبها طبيب منغولي بارز يدعى الدكتور غاو شي (1804-1876). لقد كانت الممارسة السريرية لفترة طويلة في منغوليا لاستخدام هذه الحبوب لعلاج أعراض الضيق والخفقان والتهيج وآلام الطعن القلبي10,11. علاوة على ذلك ، أثبت Zadi-5 آثاره على التخفيف من اكتئاب ما بعد السكتة الدماغية لدى المرضى المصابين12. كشفت الأبحاث التجريبية الحديثة على CUMS أن تركيبة Zadi-5 تخفف من الاكتئاب عن طريق تنظيم الناقلات العصبية المركزية13. في الواقع ، مع Zadi-5 ، تم الكشف عن مستويات متزايدة من عامل التغذية العصبية المشتق من الدماغ (BDNF) ومستقبلات التيروزين كيناز B (TrkB) وربطها بتحسين التعلم والذاكرة في نموذج الفئران للاكتئاب14. ومع ذلك ، لم يتم توضيح الآلية الدقيقة لعمل Zadi-5 لمثل هذا التخفيف من الاكتئاب.

هدفت هذه الدراسة إلى إظهار الآثار العلاجية ل Zadi-5 ضد الاكتئاب في الفئران باستخدام اختبار سلوكي وتحديد مكونات Zadi-5 باستخدام علم الأدوية لأنظمة الطب الصيني التقليدي (TCMSP) والتنبؤ بالهدف السويسري للتنبؤ بالآليات المحتملة الكامنة وراء فعالية Zadi-5 ، وهو دواء منغولي تقليدي ، في علاج الاكتئاب.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

تمت الموافقة على جميع البروتوكولات التجريبية من قبل لجنة أخلاقيات رعاية التجارب الحيوانية بجامعة منغوليا الطبية الداخلية واتبعت المبادئ التوجيهية للمعاهد الوطنية للصحة بشأن رعاية وأخلاقياته. تم إيواء ذكور فئران Sprague Dawley (SD) التي يبلغ عمرها 8 أسابيع (200 جم ± 20 جم) في غرفة ذات درجة حرارة مضبوطة (22 درجة مئوية ± 2 درجة مئوية) ورطوبة (55٪ ± 15٪) تحت دورة ضوء / مظلمة منظمة لمدة 12 ساعة / 12 ساعة لمدة أسبوع واحد. انظر الشكل 1 لسير عمل تحليل علم الأدوية الشبكي.

1. اختبار سلوكي في الفئران

  1. إنشاء نموذج الفئران CUMS
    1. تطبيق المحفزات التالية جنبا إلى جنب مع العزل لمدة 28 يوما على جميع الفئران ، باستثناء الضوابط: انعكاس دورة الضوء / الظلام لمدة 24 ساعة ، والحرمان من الطعام لمدة 24 ساعة ، والحرمان من الماء لمدة 24 ساعة ، والاهتزاز عالي السرعة لمدة 15 دقيقة (مرة واحدة / مرات) ، ومشبك الذيل لمدة 2 دقيقة ، والسباحة في الماء البارد (4 درجات مئوية) لمدة 5 دقائق ، التحفيز الحراري 45 درجة مئوية ، والحشو الرطب لمدة 24 ساعة (الجدول 1). رفع الفئران في أقفاص فردية.
      ملاحظة: تجنب تكرار نفس النوع من المحفزات لأيام متتالية.  تمت الموافقة على الإجراءات المذكورة أعلاه لإنشاء نموذج الفئران CUMS من قبل لجنة أخلاقيات الحيوان ووصفها سابقا15.
  2. إعداد المخدرات
    1. سحق حبة Zadi-5 في مطحنة ، وإعداد محلول 1.16 جم / مل في الماء المقطر. تحضير محلول فلوكستين بشكل منفصل من 0.36 ملغ / مل في الماء المقطر.
  3. إدارة المخدرات
    1. قسم الفئران عشوائيا إلى ست مجموعات (ن = 10): السيطرة (CON) ، النموذج (MOD) ، مجموعة Zadi-5 (Zadi-5 ، 1.6 جم من Zadi-5 / كجم16) ، مجموعة فلوكستين (فلوكستين ، 3.6 مجم من فلوكستين / كجم). مرة واحدة في اليوم لمدة 28 يوما ، يتم تطبيق 1 مل / جم لكل فأر من محلول الدواء المناسب عن طريق التزويج ومعالجة مجموعات CON و MOD بكميات متساوية من الماء المقطر.
      ملاحظة: يبدأ Gavage في بداية إنشاء النموذج لجميع المجموعات.
  4. اختبار المجال المفتوح (OFT)
    1. قسم الصندوق الأسود (50 سم × 50 سم × 30 سم) إلى تسع مناطق مربعة متساوية المساحة. جهز الصندوق بنظام تحليل تتبع الفيديو. بعد يوم واحد من التزويج الأخير ، ضع الجرذ في المربع الأوسط ، وسجل أنشطته الأفقية والرأسية لمدة 3 دقائق.
    2. سجل عدد المربعات المتقاطعة مع جميع الكفوف كنشاط أفقي ، وسجل الوقوف والاستمالة كنشاط رأسي. بعد كل اختبار ، قم بتنظيف الصندوق بنسبة 75٪ كحول لإزالة رائحة الفئران للاختبارات اللاحقة17.
  5. اختبار استهلاك السكروز (SCT)
    1. قم بوزن الزجاجات المعنية قبل الاستهلاك وبعده ، واحسب معدلات تفضيل السكروز لمدة 60 دقيقة في اليوم 0 واليوم 7 واليوم 14 واليوم 21 واليوم 28 باستخدام المعادلة (1):
      استهلاك السكروز = Equation 1 × 100٪ (1)
  6. متاهة موريس المائية (MWM)
    1. قسم المسبح إلى أربعة أرباع. رتب الأرباع من واحد إلى أربعة ، وضع المنصة المخفية في الربع الثالث ، 1 سم تحت سطح الماء.
    2. ضع موضوع الجرذ في المتاهة في أرباع مختلفة للبحث عن المنصة لمدة 120 ثانية ، وسجل وقت الكمون باستخدام نظام تحليل مسار الفيديو MWM.
    3. ضع موضوع الفئران في وضع ثابت في حمام السباحة. إذا لم يتمكن الموضوع من العثور على النظام الأساسي المخفي في 120 ثانية ، فقم بتسجيل زمن الانتقال على أنه 120 ثانية.
    4. بعد ذلك ، قم بإزاحة المنصة ، ووضع الجرذ في الماء ، وتسجيل عدد معابر المنطقة لمدة 120 ثانية.
    5. أضف الحليب إلى حمام السباحة للحصول على مستوى معين من التعتيم. الحفاظ على درجة حرارة الماء عند 23 درجة مئوية ± 1 درجة مئوية أثناء التجربة.

2. شبكة التنبؤ الدوائي

  1. فحص المكونات النشطة في Zadi-5.
    1. تصفح علم الأدوية لأنظمة الطب الصيني التقليدي (TCMSP ، https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php) ، وأدخل "Myristicae Semen Seeds" و "جذور Aucklandiae Radix " و "Piperis Longi Fructus" في قسم "اسم العشب" للحصول على أسماء المواد الكيميائية. اضبط مؤشر الحرائك الدوائية للتوافر البيولوجي الفموي (OB) ليكون >30٪ ومؤشر الشبيه بالدواء (DL) ليكون >0.18 (الملف التكميلي 1).
    2. ابحث عن "رو دو كو" (ميريستيكا فراجرانس هوت) ، "تو مو شيانغ" (إينولا هيلينيوم إل) ، "مو شيانغ" (أوكلانديا لابا ديكن.) ، "غوانغ زاو" (Choerospondias axillaris Roxb. Burtt Hill) ، و "Bi Ba" (Piper longum L.) في دستور الأدوية الصيني (http://www.zhongyaocai360.com/zhongguoyaodian/) لتحديد الأسماء الكيميائية لكل مكون.
    3. ابحث في الأسماء الكيميائية المحددة في PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/) للعثور على الابتسامات الأيزومرية أو InChIkey
  2. تحديد البروتينات المستهدفة للمكونات النشطة في Zadi-5.
    1. حدد البروتينات المستهدفة للمكونات النشطة باستخدام SEA (http://sea.bkslab.org/) و BATMAN (http://bionet.ncpsb.org.cn/batman-tcm/) و Swiss Target Prediction (http://www.swisstargetprediction.ch/) باستخدام SMILES الأيزومرية أو InChIkey ، وابحث عن البروتينات المتداخلة.
    2. استخدم قاعدة بيانات البروتين UniProt (http://www.uniprot.org/uploadlists/) لتحويل الأهداف المحددة إلى أسماء جينية موحدة.
  3. ابحث عن البروتينات المستهدفة للاكتئاب.
    1. ابحث وحدد أهداف البروتين المحتملة للاكتئاب باستخدام الكلمات الرئيسية "الاكتئاب" و "الاضطراب الاكتئابي" في Genecards (https://www.genecards.org/) و Disgenet (https://www.disgenet.org/) و Drugbank (https://www.drugbank.com/).
  4. أوجد الجينات المستهدفة.
    1. تصفح مخطط Venn (http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/Venn/) ، وقم بتحميل أهداف المكونات النشطة ل Zadi-5 في القائمة 1 ، وقم بتحميل أهداف الاكتئاب في القائمة 2 ، وأرسلها. احصل على مخطط Venn ، وقم بتصفية المرشحين المستهدفين المتداخلين.
  5. بناء الشبكة.
    1. إنشاء جدول بيانات يسمى "النوع والشبكة" (الملف التكميلي 2). "النوع" هو توقيع الشبكة ، و "الشبكة" توضح العلاقة بين العلامات.
    2. تصدير "النوع والشبكة" إلى Cytoscape v3.9.0 لبناء الشبكة "Zadi-5 أهداف الأعشاب والمكونات والأمراض".
  6. تحليل شبكة تفاعل البروتين والبروتين (PPI) للمرشحين المستهدفين.
    1. حدد الأهداف المشتركة في قاعدة بيانات STRING (https://cn.string- db.org/) لتحليل تفاعلاتها. اضبط نوع البروتين على أنه "الإنسان العاقل". قم بتعيين قيمة حد التفاعل إلى 0.9، وحدد الأنواع التي تم التحقق منها تجريبيا فقط. لا تعرض عقد الجزيرة الوحيدة.
  7. إجراء موسوعة كيوتو للجينات والجينوم (KEGG) وتحليل إثراء أنطولوجيا الجينات (GO) للمسارات المتعلقة بالهدف.
    1. الصق 86 هدفا محتملا مضادا للاكتئاب ل Zadi-5 في شريحة تحليل البدء في DAVID (https:// david.ncifcrf.gov/) لدراسة مسارات الإشارات ذات الصلة عن طريق أداء وظيفة علم الوجود الجيني (GO) - بما في ذلك العملية البيولوجية والمكون الخلوي والوظيفة الجزيئية - وموسوعة كيوتو للجينات والجينوم (KEGG) تحليلات إثراء المسار.
      ملاحظة: يتم تصور KEGG في المخطط الفقاعي باستخدام IMageGP عبر الإنترنت (http://www.ehbio.com / ImageGP / index.php / Home / Index /). يمثل حجم الفقاعة عدد الأهداف المخصبة في المسار المشار إليه ، ويمثل لون الفقاعة القيمة P للتخصيب.
  8. قم ببناء الشبكة لتوضيح المركبات النشطة في Zadi-5 التي تتفاعل مع مسار إشارات PI3K-AKT.
    1. قم بتنزيل مستند مسار KEGG ، وحدد جينات مسار PI3K-AKT من تحليل التخصيب ، والصقها في جدول البيانات لإنشاء مستند "النوع والشبكة".
    2. قم بتصدير مستند "النوع والشبكة" إلى Cytoscape لإنشاء "شبكة المركبات المرئية PI3K-AKT - الأهداف - المسارات" (الملف التكميلي 3).
      ملاحظة: "النوع" هو توقيع الشبكة ، ويوضح "الشبكة" العلاقة بين العلامات.

3. التحليل الإحصائي

  1. استخدم تحليلا أحادي الاتجاه للتباين (ANOVA) ، متبوعا باختبار دنكان اللاحق ، لتحديد الاختلافات المهمة في معلمات التعبير الكيميائي الحيوي والجيني. احسب متوسط الانحراف المعياري (SD) ± وتصور البيانات. ضع في اعتبارك P < 0.05 كدلالة إحصائية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

اختبار سلوكي في
نتائج الاختبارات السلوكية في نموذج اكتئاب الفئران الناجم عن CUMS
لم يتم العثور على فروق ذات دلالة إحصائية بين المجموعات المختبرة لدرجة OFT واستهلاك السكروز وتحليل MWM قبل تحفيز CUMS. بعد إنشاء نموذج CUMS ، كانت الدرجات الرأسية والأفقية لمجموعة MOD أقل من تلك الخاصة بمجموعة CON (P < 0.05). بالمقارنة مع مجموعة MOD ، كانت الدرجات الرأسية والأفقية لمجموعات POS و Zadi-5 أعلى بكثير (P < 0.05) (الشكلان 2A ، B).

في اليوم 0 ، لم يكن لدى المجموعات المختبرة فرق كبير في استهلاك السكروز (٪). كان استهلاك السكروز (٪) لمجموعات Zadi-5 و POS أعلى من استهلاك مجموعة MOD في اليوم 28 (الشكل 2C).

مقارنة بمجموعة CON ، كان زمن انتقال مجموعة MOD للعثور على النظام الأساسي في MWM أعلى بكثير (P < 0.01). كان زمن الوصول في مجموعة نقاط البيع أقل بشكل ملحوظ منه في مجموعة MOD. كان زمن انتقال الفئران في مجموعة Zadi-5 أقل منه في مجموعة MOD ولكن ليس بدرجة كبيرة. فيما يتعلق بأعداد عبور المنطقة ، أظهرت مجموعة وزارة الدفاع عددا أقل من المعابر من مجموعة CON. أظهرت مجموعات POS و Zadi-5 معابر أكثر من مجموعة MOD (الشكل 2D ، E).

التنبؤ بعلم الأدوية الشبكي
كان هناك 134 مكونا نشطا في Zadi-5 ، وتم استرداد 220 من البروتين المستهدف المرشح لهذه المكونات. علاوة على ذلك ، تم توقع 1000 هدف بروتين مرتبط بالاكتئاب. وفقا لتحليل مخطط فين ، تم تحديد 86 هدفا متداخلا كأهداف حرجة مرتبطة بالاكتئاب ل Zadi-5 (الشكل 3). بناء على هذه النتائج ، تم إنشاء "أهداف Zadi-5 للأعشاب والمكونات والأمراض" وتحليل شبكة PPI للمرشحين المستهدفين (الشكل 4 أ ، ب ، الشكل 5 ، والجدول 2). أظهر مسار PI3K-AKT حواف غير منتظمة نسبيا ، مما يشير إلى أن هذا المسار ضروري للتأثير المضاد للاكتئاب ل Zadi-5. وفقا لتحليل مسار KEGG ، احتل مسار إشارات PI3K-AKT المرتبة السابعة (الشكل 6) وارتبط بالعديد من مسارات الإشارات. وبناء على ذلك، اعتبر أكثر أهمية نسبيا من مسارات التخصيب الأخرى (الشكل 7 ألف - جيم والشكل 8).

Figure 1
الشكل 1: سير عمل تحليل علم الأدوية الشبكي للتحقق من الصحة في الجسم الحي . الاختصارات: PPI = تفاعل البروتين والبروتين. KEGG = موسوعة كيوتو للجينات والجينومات. GO = أنطولوجيا الجينات ؛ OFT = اختبار المجال المفتوح ؛ MWM = متاهة موريس المائية ؛ SCT = اختبار استهلاك السكروز. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: آثار Zadi-5 على نموذج اكتئاب الفئران الناجم عن CUMS. (أ) الدرجات الرأسية OFT. (ب) درجات OFT الأفقية. (ج) مستوى استهلاك السكروز (٪) في اليوم 0 واليوم 28. (د) وقت الكمون لاختبار MWM. (ه) أرقام عبور المنطقة لاختبار MWM. يشير ##P < 0.01 إلى أن مجموعة CUMS MOD أظهرت اختلافات كبيرة مقارنة بمجموعة CON. * يشير P < 0.05 إلى أن مجموعة نقاط البيع ومجموعة Zadi-5 أظهرت اختلافات ذات دلالة إحصائية مقارنة بمجموعة وزارة الدفاع. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: مخطط فن للأهداف البروتينية ل Zadi-5 والبروتينات المرتبطة بالاكتئاب. تمثل الدائرة الحمراء أهداف المكونات النشطة في Zadi-5 ، بينما تمثل الدائرة الزرقاء البروتينات المرتبطة بالاكتئاب. يمثل تقاطع اللونين البروتينات المتداخلة التي يمكن تحديدها كأهداف علاجية للتخفيف من الاكتئاب بواسطة Zadi-5. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 4
الشكل 4: بناء "شبكة أهداف مرض الأعشاب والمكونات والأمراض Zadi-5". تمثل متوازي الأضلاع الأحمر Zadi-5 وأعشابه ، بينما تمثل الدوائر الوردية والبرتقالية والصفراء والخضراء والأرجوانية مكونات كل عشبة. يمثل الماس الأزرق البروتينات المرتبطة بالاكتئاب ، وهو السداسي الأخضر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 5
الشكل 5: PPI لأهداف البروتين المتداخلة. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

Figure 6
الشكل 6: مخطط الفقاعات لأفضل 20 مصطلحا غنيا ب KEGGs بناء على 86 هدفا متداخلا للبروتين. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 7
الشكل 7: نتائج المعلوماتية الحيوية الرئيسية لمكونات Zadi-5 وأهداف البروتين المرتبطة بالاكتئاب. (أ) أهم 20 وظيفة جزيئية متداخلة هي شروط Zadi-5 والاكتئاب. (ب) أهم 20 مكونا خلويا متداخلا GO من حيث Zadi-5 والاكتئاب. (ج) أهم 20 عملية بيولوجية متداخلة هي شروط Zadi-5 والاكتئاب. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 8
الشكل 8: يستهدف إثراء مسار إشارات Zadi-5 المكون من PI3K-AKT شبكة لعلاج الاكتئاب. تمثل الدائرة مكونات Zadi-5 ، وتشير الأشكال السداسية إلى كل دواء من Zadi-5 ، وتمثل الماسات الخضراء الأهداف المخصبة لمسار إشارات PI3K-AKT. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الجدول 1: تسلسل وطرق تطبيق محفزات الإجهاد لتحريض CUMS في موضوعات الفئران. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الجدول.

الجدول 2: رموز الهوية المستخدمة في الشكل 2. الاختصارات: MF = Myristica Fragrans Inula IH = Innula helenium L. ؛ FC = فروكتوس تشويروسبوندياتيس ؛ AL = أوكلانديا لابا ديكن. PL = بايبر لونغم L. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الجدول.

الملف التكميلي 1: صور لقطة شاشة لبروتوكول علم الأدوية الشبكي. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.

الملف التكميلي 2: شبكة مكونات Zadi-5 - البروتينات - الاكتئاب. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.

الملف التكميلي 3: نوع الشبكة. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

الاكتئاب هو مرض عقلي يتميز بتدني الحالة المزاجية وانعدام التلذذ ونقص الطاقة. يصاحب هذا الاضطراب الهاء ، والخلل المعرفي ، والانسحاب الاجتماعي ، والأرق ، والعجز الجنسي ، وأمراض الجهاز الهضمي18,19. في دراسة الاكتئاب ، يعد إنشاء نموذج حيواني أمرا بالغ الأهمية لفهم الآليات المرضية وتأثيرات الأدوية الجديدة. في هذه الدراسة ، تم إنشاء نموذج اكتئاب الفئران الناجم عن CUMS من خلال التهيج الموصوف في قسم البروتوكول 2 والجدول 1 لمحاكاة الإجهاد والهجوم والإحباط من المصادر المتعلقة بالمجتمع والأسرة والعمل. يعد التسلسل المناسب وتعديل شدة المحفزات أمرا بالغ الأهمية لإنشاء نموذج الاكتئاب هذا. بالإضافة إلى ذلك ، بعد كل اختبار فئران ل OFT ، يجب تنظيف الصندوق على الفور لتجنب تأثر مسار الفئران التالي. CUMS جنبا إلى جنب مع العزلة يخلق بشكل فعال نموذج الاكتئابالفئران موثوق 20 الذي يحاكي تطور أعراض الاكتئاب وعلامات الكيمياء الحيوية في المرضى من البشر. تم استخدام هذا النموذج على نطاق واسع لاستكشاف الآليات الفيزيولوجية المرضية للاكتئاب وتقييم الأدوية المضادة للاكتئاب قيد التطوير21,22. اختبارات مثل OFT و SCT و MWM هي طرق بسيطة وموضوعية ومعقولة لتقييم شهية الفئران وغياب الدافع والقدرة على التعلم والذاكرة. يتم التعرف على هذه الاختبارات كمعيار ذهبي لاختبار النماذج الحيوانية للاضطرابات العصبية.

في هذه الدراسة ، استند علم الأدوية الشبكي إلى قاعدة بيانات TCMSP للمواقع عبر الإنترنت ، والتي تجمع وتخزن وتتعامل مع البيانات من العديد من المصادر المتاحة ، مثل مواقع الويب والكتب والمجلات الأكاديمية23. وهو يدعم بشكل فعال استكشاف الأدوية التقليدية التي لديها آليات عمل معقدة عن طريق تقليل الوقت والتكاليف اللازمة للتحقيق24,25. في علم الأدوية الشبكي ، يتم نسخ البيانات إلى ملفات Excel وتصنيفها بوضوح بناء على كل دواء وقاعدة بيانات. يختلف الطب المنغولي التقليدي عن الطب الصيني التقليدي في أنه لا يمكن البحث عن مكونات كل دواء. وفي هذا الصدد، تسرد الخطوة 2-2-1 من البروتوكول قاعدة بيانات قيمة لتحديد المكونات الكيميائية الفعالة في هذه الدراسة. كما هو موضح في الخطوة 2.4 من البروتوكول ، فإن تحديد البروتينات المستهدفة المتداخلة ل Zadi-5 والاكتئاب بناء على ثلاث قواعد بيانات متميزة يمكن أن يضمن دقة وكفاءة التحقيق. يمثل هذا تعديلا رئيسيا للتجربة وهو أمر ضروري لتحسين دقة النتائج. أشارت تحليلات تفاعل PPI و KEGGs و GO للإثراء الوظيفي إلى أن مسار إشارات PI3K-AKT يلعب دورا حيويا في التأثيرات العلاجية ل Zadi-5 ضد الاكتئاب. مسار سلسلة إشارات الكيناز المؤيدة للبقاء على قيد الحياة PI3K / AKT هي مسار نقل إشارة داخل الخلايا يمارس دورا محوريا في إصابة الخلايا العصبية من خلال الإجهاد المضاد للأكسدة والتأثيرات المضادة لموت الخلايا المبرمج26. يرتبط مسار إشارات PI3K-AKT ارتباطا وثيقا بالوظائف الخلوية الأساسية مثل الانتشار والبقاء والتمايز وترجمة البروتين. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يلعب دورا مهيمنا في عملية التمثيل الغذائي للخلايا في أعضاء معينة مثل القلب والدماغ27. تم الإبلاغ عن أن تنشيط مسار PI3K-AKT يمكن أن يتحكم في وظائف الخلايا العصبية ويحمي الخلايا العصبية من الضرر التأكسدي من خلال تنظيم بروتينات Bcl-2 المضادة للأكسدة لمنع توليد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)28,29.

استخدمت هذه الدراسة اختبارا سلوكيا وتنبؤا دوائيا شبكيا لتقدير آثار Zadi-5. في المستقبل ، يمكن استخدام علم الصيدلة الشبكي للتنبؤ بالمكونات النشطة بيولوجيا للأدوية العشبية والبروتينات المستهدفة. سيتم إجراء التقييم المرضي واختبارات الجزيئات الرئيسية لتوصيف المكونات النشطة بيولوجيا في Zadi-5. سيتم تطبيق الاختبارات السلوكية للتحقق من صحة دوافع وشهيتها وذاكرتها. لضمان جودة التحقق من الصحة ، سيتم تحليل التنبؤ بمكونات Zadi-5 بناء على قواعد البيانات عبر الإنترنت بواسطة التحليل الطيفي للكروماتوغرافيا السائلة (LC-MS) والتحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي (NMR). سيتم تحليل البروتينات المستهدفة بواسطة اللطخة الغربية وتحليل تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي (qPCR)30.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للكشف عنه.

Acknowledgments

نحن ممتنون للأجهزة والمختبرات التي قدمتها كلية الطب المنغولية في جامعة منغوليا الداخلية الطبية ، الصين. تم دعم هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (81760762) ومشروع خطة العلوم والتكنولوجيا التابع للجنة الصحة في منغوليا الداخلية ، الصين (202201300).

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

الطب ، العدد 192 ، علاج الاكتئاب ، التأثيرات العلاجية ، المركبات الصيدلانية النشطة ، علم الأدوية الشبكي ، نموذج الفئران ، الإجهاد الخفيف المزمن غير المتوقع (CUMS) ، اختبار المجال المفتوح (OFT) ، تحليل متاهة موريس المائية (MWM) ، اختبار استهلاك السكروز (SCT) ، الفعالية العلاجية ، المسار الحرج ، فلوكستين ، مسار PI3K-AKT
التحليلات السلوكية والقائمة على علم الصيدلة الشبكي للطب المنغولي التقليدي Zadi-5 في نموذج الفئران للاكتئاب
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