Waiting
Login processing...

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

Medicine

ניתוחים מבוססי פרמקולוגיה התנהגותית ורשתי עבור הרפואה המונגולית המסורתית Zadi-5 במודל חולדה של דיכאון

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

הפרוטוקול הנוכחי מתאר שיטה לאימות מבחנים התנהגותיים וחיזוי ביואינפורמטי של היעילות הטיפולית של Zadi-5, רפואה מונגולית מסורתית, בדיכאון.

Abstract

Zadi-5 היא תרופה מונגולית מסורתית הנמצאת בשימוש נרחב לטיפול בדיכאון ותסמינים של גירוי. למרות ההשפעות הטיפוליות של Zadi-5 נגד דיכאון צוינו במחקרים קליניים שדווחו בעבר, הזהות וההשפעה של תרכובות התרופות הפעילות הקיימות בתרופה לא הובהרו במלואן. מחקר זה השתמש בפרמקולוגיה של הרשת כדי לחזות את הרכב התרופה ולזהות את החומרים הפעילים מבחינה טיפולית בכדורי Zadi-5. כאן, ביססנו מודל חולדות של עקה קלה כרונית בלתי צפויה (CUMS) וערכנו בדיקת שדה פתוח (OFT), ניתוח מבוך מים מוריס (MWM) ובדיקת צריכת סוכרוז (SCT) כדי לחקור את היעילות הטיפולית הפוטנציאלית של Zadi-5 בדיכאון. מחקר זה נועד להדגים את ההשפעות הטיפוליות של Zadi-5 על דיכאון ולחזות את המסלול הקריטי של הפעולה של Zadi-5 נגד ההפרעה. הציונים האנכיים והאופקיים (OFT), SCT ומספרי חציית האזורים של קבוצות פלואוקסטין (בקרה חיובית) וזאדי-5 היו גבוהים משמעותית (P < 0.05) מאלה של חולדות קבוצת CUMS ללא טיפול. על פי תוצאות ניתוח פרמקולוגי רשת, מסלול PI3K-AKT נמצא חיוני להשפעה נוגדת הדיכאון של Zadi-5.

Introduction

דיכאון, הידוע גם בשם הפרעת דיכאון מג'ורי (MDD), הוא מחלה נוירופסיכיאטרית חמורה האחראית לנטל רפואי וכלכלי הולך וגדל על החברה. בשל המורכבות, התחלואה ושיעורי התמותה הנלווים, נערכו מחקרים רבים למציאת תרופות להפרעה 1,2. על פי סקר בריאות הנפש של ארגון הבריאות העולמי, כ -350 מיליון אנשים סובלים כיום מדיכאון והתסמינים הקשורים אליו ברחבי העולם. התחזית היא כי דיכאון יעקוף סרטן ומחלות לב וכלי דם כגורם המוביל לנטל מחלות ברחבי העולם עד 2030. לפיכך, מניעה וטיפול בדיכאון יהפכו לעדיפות עולמית בעתיד הקרוב3. הפתוגנזה של MDD טרם הובהרה. עם זאת, היא מיוחסת בדרך כלל לגורמים הבאים: נטייה גנטית, תפקוד לקוי של ציר ההיפותלמוס-יותרת המוח-יותרת הכליה, הפחתה בהפרשת מוליכים עצביים, דלקת עצבית הנגרמת על ידי חוסר ויסות נוירואימוני, אפופטוזיס תאים, וירידה בשגשוג תאים 4,5.

בין הגורמים הללו, דלקת עצבית הנגרמת על ידי חוסר ויסות נוירואימוני והפרשה שונה של גורמים נוירוטרופיים קיבלו תשומת לב מיוחדת על תפקידם בהתפתחות דיכאון ומחלות פסיכיאטריות רבות אחרות6. בעשור האחרון הוכיחו חוקרים כי ההיפוקמפוס הוא האתר הדומיננטי לתפקודי עצבים רגנרטיביים והוא מעורב בוויסות הרגש והקוגניציה. בהקשר זה, נוירוני ההיפוקמפוס מוכרים כמטרות טיפוליות חדשות לתרופות נוגדות דיכאון בפיתוח 7,8. יתר על כן, ההיפוקמפוס מדווח גם כמעורב בזיכרון לטווח קצר ולטווח ארוך בלמידה ובגיבוש זיכרונות. באופן ספציפי, המחסור בנוירונים פירמידליים באזור CA1 של ההיפוקמפוס גורם לאמנזיה רטרוגרדית ואנטרוגרדית9. אסטרטגיה טיפולית נוגדת דיכאון טיפוסית שואפת לשפר את התפשטות התאים ואת הנוירוגנזה בבליטה המשוננת של ההיפוקמפוס. תרכובות טבעיות שמקורן במוצרים ומולקולות קטנות המסונתזות על בסיס טכניקות כימיה רפואית נחשבות למקורות העיקריים של חומרים טיפוליים חדשניים למצבים נוירופסיכיאטריים שונים.

התרופות המונגוליות המסורתיות, שיש להן היסטוריה ארוכה ומערכת רפואית תיאורטית נתמכת היטב, הן צאצאי הנוודים של הרמה המונגולית תרופות אלה מציגות השפעות מרובות מטרות ורב-מסלוליות בשל המרכיבים הרפואיים השונים הפועלים בתיאום ליצירת פונקציות סינרגטיות. Zadi-5 הוא נוסחה מבוססת היטב בקרב תרופות כאלה ותועד לראשונה ב"ניסיון הקליני של ד"ר גאו שי", שנכתב על ידי קלינאי מונגולי מצטיין בשם ד"ר גאו שי (1804-1876). זה כבר תרגול קליני במשך זמן רב במונגוליה להשתמש בגלולות אלה לטיפול בסימפטומים של מצוקה, דפיקות לב, גירוי, וכאב דקירה לב10,11. יתר על כן, Zadi-5 יש השפעות מוכחות על הקלה על דיכאון לאחר שבץ בחולים מושפעים12. המחקר הניסיוני האחרון על CUMS גילה כי ניסוח Zadi-5 מקל על דיכאון על ידי ויסות הנוירוטרנסמיטורים המרכזיים13; ואכן, עם Zadi-5, רמות מוגברות של גורם נוירוטרופי מוחי (BDNF) וקולטן טירוזין קינאז B (TrkB) זוהו וקורלציה עם למידה וזיכרון משופרים במודל חולדה של דיכאון14. עם זאת, מנגנון הפעולה המדויק של Zadi-5 להקלה כזו של דיכאון לא הובהר.

מחקר זה נועד להדגים את ההשפעות הטיפוליות של Zadi-5 נגד דיכאון בחולדות באמצעות מבחן התנהגותי ולזהות את המרכיבים של Zadi-5 באמצעות פרמקולוגיה של מערכות רפואה סינית מסורתית (TCMSP) וחיזוי מטרה שוויצרי כדי לחזות את המנגנונים הפוטנציאליים העומדים בבסיס היעילות של Zadi-5, תרופה מונגולית מסורתית, בטיפול בדיכאון.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

כל פרוטוקולי הניסוי אושרו על ידי ועדת האתיקה של טיפול בניסויים בבעלי חיים של האוניברסיטה הרפואית של מונגוליה הפנימית ועקבו אחר הנחיות המכונים הלאומיים לבריאות בנושא טיפול ואתיקה בבעלי חיים. חולדות זכר Sprague Dawley (SD) בנות 8 שבועות (200 גרם ± 20 גרם) שוכנו בחדר עם טמפרטורה מבוקרת (22 ° C ± 2 ° C) ולחות (55% ± 15%) תחת מחזור אור / חושך מוסדר של 12 שעות / 12 שעות במשך שבוע אחד. ראה איור 1 עבור זרימת העבודה של ניתוח פרמקולוגיה ברשת.

1. מבחן התנהגותי בחולדות

  1. ביסוס מודל חולדות CUMS
    1. החילו את הגירויים הבאים בשילוב בידוד למשך 28 ימים על כל החולדות, למעט קבוצת הביקורת: היפוך מחזור האור/חושך למשך 24 שעות, מניעת מזון למשך 24 שעות, מניעת מים למשך 24 שעות, רעידות ברמה גבוהה למשך 15 דקות (פעם אחת לשנייה), מהדק זנב למשך 2 דקות, שחייה במים קרים (4 מעלות צלזיוס) למשך 5 דקות, גירוי חום בטמפרטורה של 45°C וריפוד רטוב למשך 24 שעות (טבלה 1). גידלו את החולדות בכלובים בודדים.
      הערה: הימנע מחזרה על אותו סוג של גירויים במשך ימים רצופים.  הנהלים הנ"ל לביסוס מודל חולדות CUMS אושרו על ידי ועדת האתיקה של בעלי חיים ותוארו קודם לכן15.
  2. הכנת סמים
    1. כתשו את גלולת Zadi-5 במטחנה, והכינו תמיסה של 1.16 גרם/מ"ל במים מזוקקים. בנפרד להכין פתרון fluoxetine של 0.36 מ"ג / מ"ל במים מזוקקים.
  3. מינהל התרופות
    1. חלקו את החולדות באופן אקראי לשש קבוצות (n = 10): קבוצת ביקורת (CON), מודל (MOD), קבוצת Zadi-5 (Zadi-5, 1.6 גרם של Zadi-5/kg16), קבוצת fluoxetine (Fluoxetine, 3.6 מ"ג של fluoxetine/kg). פעם אחת ביום במשך 28 ימים, יש לתת 1 מ"ל/גרם לכל חולדה של תמיסת התרופה המתאימה על ידי gavage ולטפל בקבוצות CON ו-MOD בנפח שווה של מים מזוקקים.
      הערה: גאבאג' מתחיל בתחילת הקמת המודל לכל הקבוצות.
  4. בדיקת שדה פתוח (OFT)
    1. מחלקים קופסה שחורה (50 ס"מ x 50 ס"מ x 30 ס"מ) לתשעה אזורים רבועים בעלי שטח שווה. צייד את התיבה במערכת ניתוח מעקב וידאו. יום לאחר ההילולה האחרונה, הניחו את החולדה בריבוע המרכזי, ותיעדו את פעילותה האופקית והאנכית במשך 3 דקות.
    2. הניקוד את מספר הריבועים שנחצבו עם כל הכפות כפעילות אופקית, וניקוד עמידה וטיפוח כפעילות אנכית. לאחר כל בדיקה, נקו את הקופסה עם 75% אלכוהול כדי להסיר את ריח החולדה לבדיקות הבאות17.
  5. בדיקת צריכת סוכרוז (SCT)
    1. שקלו את הבקבוקים המתאימים לפני ואחרי הצריכה, וחשבו את שיעורי העדפת סוכרוז של 60 דקות ביום 0, יום 7, יום 14, יום 21 ויום 28 באמצעות משוואה (1):
      צריכת סוכרוז = Equation 1 × 100% (1)
  6. מבוך מים מוריס (MWM)
    1. חלקו את הבריכה לארבעה רבעים. סדרו את הרבעים מאחד עד ארבעה, והניחו את המשטח הנסתר ברביע השלישי, 1 ס"מ מתחת לפני המים.
    2. הכניסו את נושא החולדה למבוך ברבעים שונים כדי לחפש את הפלטפורמה במשך 120 שניות, ותיעדו את זמן ההשהיה באמצעות מערכת ניתוח שובלי הווידאו MWM.
    3. הניחו את נושא החולדה בתנוחה קבועה בבריכה. אם הנושא אינו יכול למצוא את הפלטפורמה המוסתרת ב- 120 שניות, רשום את ההשהיה כ- 120 שניות.
    4. לאחר מכן, עקרו את הרציף, הניחו את החולדה במים, ותיעדו את מספר מעברי האזור במשך 120 שניות.
    5. מוסיפים חלב לבריכה לרמת אטימות מסוימת. שמור על טמפרטורת המים ב 23 °C ± 1 °C (75 °F) במהלך הניסוי.

2. חיזוי פרמקולוגי ברשת

  1. מסך את הרכיבים הפעילים ב- Zadi-5.
    1. עיין בפרמקולוגיה של מערכות רפואה סינית מסורתית (TCMSP, https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php), והזן "זרעי זרע Myristicae ", "שורשי רדיקס אוקלנדיה " ו- "Piperis Longi Fructus" בסעיף "שם עשב" כדי לקבל את שמות הכימיקלים. הגדר את המדד הפרמקוקינטי לזמינות ביולוגית דרך הפה (OB) להיות >30% ואת המדד דמוי התרופה (DL) להיות >0.18 (קובץ משלים 1).
    2. חפש "Rou Dou Kou" (Myristica fragrans Houtt), "Tu Mu Xiang" (Inula helenium L.), "Mu Xiang" (Aucklandia lappa Decne.), "Guang Zao" (Choerospondias axillaris Roxb. Burtt Hill), ו-"Bi Ba" (Piper longum L.) בפרמקופיאה של הרפואה הסינית (http://www.zhongyaocai360.com/zhongguoyaodian/) כדי לזהות את השמות הכימיים של כל רכיב.
    3. חפש את השמות הכימיים המזוהים ב- PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/) כדי למצוא את SMILES או InChIkey האיזומריים
  2. זהה את חלבוני המטרה של המרכיבים הפעילים ב- Zadi-5.
    1. זהה את חלבוני המטרה של הרכיבים הפעילים באמצעות SEA (http://sea.bkslab.org/), BATMAN (http://bionet.ncpsb.org.cn/batman-tcm/) ו- Swiss Target Prediction (http://www.swisstargetprediction.ch/) באמצעות SMILES איזומרי או InChIkey, ומצא את החלבונים החופפים.
    2. השתמש במסד הנתונים של החלבונים UniProt (http://www.uniprot.org/uploadlists/) כדי להמיר את המטרות שזוהו לשמות גנים מאוחדים.
  3. חפש את חלבוני המטרה לדיכאון.
    1. חפש וזהה את יעדי החלבון הפוטנציאליים לדיכאון באמצעות מילות המפתח "דיכאון" ו"הפרעת דיכאון" ב- Genecards (https://www.genecards.org/), Disgenet (https://www.disgenet.org/) ו- Drugbank (https://www.drugbank.com/).
  4. מצא את גני היעד.
    1. עיין בדיאגרמת חיתוך קבוצות (http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/Venn/), העלה את היעדים של המרכיבים הפעילים של Zadi-5 ברשימה-1, העלה את היעדים לדיכאון ברשימה-2 ושלח. השג את דיאגרמת חיתוך קבוצות (Venn) וסנן את מועמדי היעד החופפים.
  5. בנה את הרשת.
    1. בנה גיליון אלקטרוני שנקרא "סוג ורשת" (קובץ משלים 2). "סוג" היא חתימת הרשת, ו"רשת" ממחישה את הקשר בין הסימנים.
    2. ייצא את "סוג ורשת" ל- Cytoscape v3.9.0 כדי לבנות את הרשת "Zadi-5 עשבי תיבול-מרכיבים-מטרות מחלה".
  6. נתח את רשת האינטראקציה חלבון-חלבון (PPI) של מועמדי היעד.
    1. הגדר את היעדים הנפוצים במסד הנתונים STRING (https://cn.string- db.org/) כדי לנתח את האינטראקציות שלהם. הגדר את סוג החלבון כ"הומו ספיינס". הגדר את ערך סף האינטראקציה ל - 0.9, ובחר רק את הסוגים שאומתו בניסוי. אל תציג את צמתי האי הבודד.
  7. לערוך אנציקלופדיה קיוטו של גנים וגנומים (KEGG) ואונטולוגיה גנטית (GO) ניתוחי העשרה של מסלולים הקשורים למטרה.
    1. הדבק 86 מטרות נוגדות דיכאון פוטנציאליות של Zadi-5 לתוך סוגר ניתוח ההתחלה ב- DAVID (https:// david.ncifcrf.gov/) כדי לחקור את מסלולי האיתות הקשורים על ידי ביצוע פונקציית אונטולוגיה גנטית (GO) - כולל תהליך ביולוגי, מרכיב תאי ותפקוד מולקולרי - וניתוח העשרת מסלול של אנציקלופדיה לגנים וגנומים של קיוטו (KEGG).
      הערה: KEGG מוצג באופן חזותי בתרשים הבועות באמצעות IMageGP מקוון (http://www.ehbio.com /ImageGP/index.php/Home/Index/). גודל הבועה מייצג את מספר המטרות המועשרות במסלול שצוין, וצבע הבועה מייצג את ערך ה-P של ההעשרה.
  8. בנה את הרשת כדי להמחיש את החומרים הפעילים ב- Zadi-5 המקיימים אינטראקציה עם מסלול האיתות PI3K-AKT.
    1. הורד את מסמך מסלול KEGG, בחר את הגנים של מסלול PI3K-AKT מניתוח ההעשרה, והדבק אותם בגיליון האלקטרוני כדי לבנות מסמך "סוג ורשת".
    2. יצא את מסמך "סוג ורשת" ל- Cytoscape כדי ליצור את "PI3K-AKT visualized compounds-targets-pathways network" (קובץ משלים 3).
      הערה: "Type" היא חתימת הרשת, ו- "Network" ממחיש את הקשר בין הסימנים.

3. ניתוח סטטיסטי

  1. השתמש בניתוח חד-כיווני של שונות (ANOVA), ואחריו מבחן פוסט-הוק של דאנקן, כדי לקבוע את ההבדלים המשמעותיים בפרמטרים ביוכימיים וביטוי גנים. חשב את הממוצע ± סטיית תקן (SD) והצג את הנתונים באופן חזותי. ניקח בחשבון את P < 0.05 כמובהק סטטיסטית.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

מבחן התנהגותי בבעלי חיים
תוצאות המבחנים ההתנהגותיים במודל דיכאון חולדות הנגרם על ידי CUMS
לא נמצאו הבדלים משמעותיים בין הקבוצות שנבדקו עבור ציון OFT, צריכת סוכרוז וניתוח MWM לפני גירוי CUMS. לאחר הקמת מודל CUMS, הציונים האנכיים והאופקיים של קבוצת MOD היו נמוכים מאלה של קבוצת CON (P < 0.05). בהשוואה לקבוצת MOD, הציונים האנכיים והאופקיים של קבוצות POS ו-Zadi-5 היו גבוהים משמעותית (P <-0.05) (איורים 2A,B).

ביום 0, בקבוצות שנבדקו לא היה הבדל משמעותי בצריכת סוכרוז (%). צריכת הסוכרוז (%) של קבוצות Zadi-5 ו-POS הייתה גבוהה יותר מזו של קבוצת MOD ביום ה-28 (איור 2C).

בהשוואה לקבוצת CON, ההשהיה של קבוצת MOD למצוא את הפלטפורמה ב- MWM הייתה גבוהה משמעותית (P < 0.01). ההשהיה בקבוצת הקופה הייתה נמוכה משמעותית מאשר בקבוצת MOD. השהיות של החולדות בקבוצת Zadi-5 היו נמוכות יותר מאשר בקבוצת MOD אך לא במידה משמעותית. באשר לספירת מעברי האזור, קבוצת MOD הראתה פחות מעברים מאשר קבוצת CON. קבוצות POS ו-Zadi-5 הראו יותר מעברים מאשר קבוצת MOD (איור 2D,E).

חיזוי פרמקולוגיה של הרשת
היו 134 רכיבים פעילים ב-Zadi-5, ו-220 מועמדים לחלבון מטרה נלקחו עבור רכיבים אלה. יתר על כן, 1,000 יעדי חלבון הקשורים לדיכאון נחזו. על פי ניתוח דיאגרמת Venn, 86 מטרות חופפות זוהו כמטרות קריטיות הקשורות לדיכאון של Zadi-5 (איור 3). על בסיס ממצאים אלה נבנו "מטרות צמחים-מרכיבים-מחלות" וניתוח רשת PPI של המועמדים ליעד (איור 4A,B, איור 5 וטבלה 2). מסלול PI3K-AKT הראה קצוות לא סדירים יחסית, מה שמצביע על כך שמסלול זה חיוני להשפעה נוגדת הדיכאון של Zadi-5. על פי ניתוח מסלול KEGG, מסלול האיתות PI3K-AKT דורג במקום השביעי (איור 6) והיה קשור למסלולי איתות רבים. בהתאם לכך, הוא נחשב חשוב יחסית למסלולי ההעשרה האחרים (איור 7A-C ואיור 8).

Figure 1
איור 1: זרימת עבודה של ניתוח פרמקולוגיה של הרשת עבור אימות in vivo . קיצורים: PPI = אינטראקציה חלבון-חלבון; KEGG = אנציקלופדיית קיוטו לגנים וגנומים; GO = אונטולוגיה גנטית; OFT = בדיקת שדה פתוח; MWM = מבוך מים מוריס; SCT = בדיקת צריכת סוכרוז. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 2
איור 2: ההשפעות של Zadi-5 על מודל דיכאון חולדות הנגרם על ידי CUMS. (A) ציונים אנכיים OFT. (B) ציונים אופקיים של OFT. (ג) רמת צריכת סוכרוז (%) ביום 0 וביום 28. (D) זמן השהיה לבדיקת MWM. (E) מספרי חציית אזורים עבור בדיקת MWM. ##P < 0.01 מציין כי קבוצת CUMS MOD הראתה הבדלים משמעותיים בהשוואה לקבוצת CON. *P < 0.05 מצביע על כך שקבוצת הקופה וקבוצת Zadi-5 הראו הבדלים משמעותיים בהשוואה לקבוצת MOD. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 3
איור 3: דיאגרמת Venn של מטרות החלבונים של Zadi-5 וחלבונים הקשורים לדיכאון. העיגול האדום מייצג את המטרות של המרכיבים הפעילים בזאדי-5, ואילו העיגול הכחול מייצג את החלבונים הקשורים לדיכאון. ההצטלבות של שני הצבעים מייצגת את החלבונים החופפים שניתן לזהות כמטרות הטיפוליות להקלה על דיכאון על ידי Zadi-5. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 4
איור 4: בניית "Zadi-5 עשבי תיבול-מרכיבים-מטרות מחלות". המקבילות האדומות מייצגות את זאדי-5 ועשבי התיבול שלו, ואילו העיגולים הוורודים, הכתומים, הצהובים, הירוקים והסגולים מייצגים את המרכיבים של כל עשב. היהלומים הכחולים מייצגים את החלבונים הקשורים לדיכאון, שהוא המשושה הירוק. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 5
איור 5: PPI של יעדי החלבון החופפים. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 6
איור 6: תרשים הבועות של 20 המונחים המועשרים ביותר ב-KEGGs, בהתבסס על 86 יעדי חלבון חופפים. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 7
איור 7: תוצאות הביואינפורמטיקה העיקריות עבור רכיבי Zadi-5 ומטרות חלבונים הקשורות לדיכאון. (A) 20 הפונקציות המולקולריות החופפות המובילות הן Zadi-5 ודיכאון. (B) 20 המרכיבים התאיים החופפים ביותר הם Zadi-5 ודיכאון. (C) 20 התהליכים הביולוגיים החופפים המובילים הם Zadi-5 ודיכאון. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 8
איור 8: העשרת מסלול האיתות Zadi-5-PI3K-AKT מכוונת לרשת לטיפול בדיכאון. העיגול מייצג את המרכיבים של Zadi-5, המשושים מציינים כל תרופה של Zadi-5, והיהלומים הירוקים מייצגים את המטרות המועשרות של מסלול האיתות PI3K-AKT. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

טבלה 1: רצף ושיטות ליישום גירויי עקה להשראת CUMS בחולדות. אנא לחץ כאן כדי להוריד טבלה זו.

טבלה 2: קודי הזיהוי המשמשים באיור 2. קיצורים: MF = Myristica Fragrans Inula IH = Innula helenium L.; FC = Fructus Choerospondiatis; AL = אוקלנדיה lappa Decne.; PL = Piper Longum L. אנא לחץ כאן כדי להוריד טבלה זו.

קובץ משלים 1: תמונות צילום מסך של פרוטוקול הפרמקולוגיה של הרשת. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

קובץ משלים 2: Zadi-5 רכיבים-חלבונים-רשת דיכאון. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

קובץ משלים 3: סוג הרשת. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

דיכאון הוא מחלה נפשית המאופיינת במצב רוח ירוד, anhedonia, וחוסר אנרגיה. הפרעה זו מלווה בהסחת דעת, תפקוד קוגניטיבי, נסיגה חברתית, נדודי שינה, הפרעות בתפקוד המיני ומחלות במערכת העיכול18,19. בחקר דיכאון, ביסוס מודל של בעלי חיים הוא חיוני להבנת המנגנונים הפתולוגיים וההשפעות של תרופות חדשות. במחקר זה, מודל דיכאון חולדות הנגרם על ידי CUMS הוקם באמצעות הגירויים המתוארים בסעיף 2 ובטבלה 1 כדי לדמות לחץ, התקפה ותסכול ממקורות הקשורים לחברה, משפחה ועבודה. הרצף המתאים וההתאמה של עוצמות הגירויים הם קריטיים לביסוס מודל דיכאון זה. בנוסף, לאחר כל בדיקת חולדה של OFT, יש לנקות את הקופסה באופן מיידי כדי למנוע השפעה על עקבות החולדה הבאה. CUMS בשילוב עם בידוד יוצר ביעילות מודל20 אמין של דיכאון חולדות המדמה התפתחות של תסמיני דיכאון וסימנים ביוכימיים בחולים אנושיים. מודל זה נמצא בשימוש נרחב כדי לחקור את המנגנונים הפתופיזיולוגיים של דיכאון ולהעריך תרופות נוגדות דיכאון בפיתוח21,22. מבחנים כגון OFT, SCT ו-MWM הם דרכים פשוטות, אובייקטיביות וסבירות להעריך את התיאבון, היעדר המוטיבציה, יכולת הלמידה והזיכרון של הנבדקים. בדיקות אלה מוכרות כתקן הזהב לבדיקת מודלים של בעלי חיים של הפרעות עצביות.

במחקר זה, הפרמקולוגיה של הרשת התבססה על מסד הנתונים TCMSP של אתרים מקוונים, אשר אוסף, מאחסן ומטפל בנתונים ממקורות זמינים רבים, כגון אתרי אינטרנט, ספרים וכתבי עת אקדמיים23. הוא תומך ביעילות בחקר תרופות מסורתיות שיש להן מנגנוני פעולה מורכבים על ידי הפחתת הזמן והעלויות הדרושים לחקירה24,25. בפרמקולוגיה רשתית, הנתונים מועתקים לקבצי האקסל ומסווגים בבירור על סמך כל תרופה ומסד נתונים. הרפואה המונגולית המסורתית שונה מהרפואה הסינית המסורתית בכך שלא ניתן לחפש את מרכיבי כל תרופה. בהקשר זה, פרוטוקול שלב 2.2.1 מפרט מסד נתונים רב ערך לזיהוי רכיבים כימיים יעילים במחקר זה. כפי שמתואר בשלב 2.4 של הפרוטוקול, קביעת חלבוני המטרה החופפים של Zadi-5 ודיכאון בהתבסס על שלושה מסדי נתונים נפרדים יכולה להבטיח את הדיוק והיעילות של החקירה. זה מייצג שינוי מרכזי של הניסוי כי הוא חיוני לשיפור הדיוק של התוצאות. ניתוחי ההעשרה התפקודית של אינטראקציית PPI, KEGGs ו-GO הצביעו על כך שמסלול האיתות PI3K-AKT ממלא תפקיד חיוני בהשפעות הטיפוליות של Zadi-5 נגד דיכאון. מפל איתות קינאז מעודד הישרדות PI3K/AKT מסלול הוא מסלול העברת אותות תוך תאי הממלא תפקיד מרכזי בפגיעה בתאי עצב באמצעות עקה נוגדת חמצון והשפעות אנטי-אפופטוטיות26. מסלול האיתות PI3K-AKT קשור קשר הדוק לתפקודים תאיים בסיסיים כגון התרבות, הישרדות, התמיינות ותרגום חלבונים. בנוסף, הוא ממלא תפקיד דומיננטי בחילוף החומרים של תאים באיברים ספציפיים כגון הלב והמוח27. דווח כי הפעלת מסלול PI3K-AKT יכולה לשלוט בתפקודי תאי עצב ולהגן על תאי עצב מפני נזק חמצוני על ידי ויסות חלבוני Bcl-2 נוגדי חמצון כדי לעכב את הדור של מיני חמצן תגובתי (ROS)28,29.

מחקר זה השתמש במבחן התנהגותי וחיזוי פרמקולוגי של הרשת כדי להעריך את ההשפעות של Zadi-5. בעתיד, פרמקולוגיה רשת יכולה לשמש לחיזוי המרכיבים הביו-אקטיביים של תרופות צמחיות וחלבוני היעד שלהם. הערכה פתולוגית ובדיקות מולקולות מפתח יבוצעו כדי לאפיין את המרכיבים הביו-אקטיביים של Zadi-5. מבחנים התנהגותיים ייושמו כדי לאמת את המוטיבציה, התיאבון והזיכרון של בעלי החיים. כדי להבטיח את איכות האימות, החיזוי של רכיבי Zadi-5 המבוסס על מסדי נתונים מקוונים ינותח על ידי ספקטרומטריית כרומטוגרפיה-מסה נוזלית (LC-MS) וספקטרוסקופיית תהודה מגנטית גרעינית (NMR). חלבוני המטרה ינותחו על ידי אנליזות תגובת שרשרת פולימראז כמותית (qPCR)30.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.

Acknowledgments

אנו אסירי תודה על המכשור והמעבדה המסופקים על ידי הפקולטה לרפואה מונגולית של האוניברסיטה הרפואית המונגולית הפנימית, סין. מחקר זה נתמך על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (81760762) ופרויקט תוכנית המדע והטכנולוגיה של ועדת הבריאות של מונגוליה הפנימית, סין (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

רפואה גיליון 192 טיפול בדיכאון השפעות טיפוליות תרכובות פרמצבטיות פעילות פרמקולוגיה רשתית מודל חולדות לחץ קל כרוני בלתי צפוי (CUMS) בדיקת שדה פתוח (OFT) ניתוח מבוך מים מוריס (MWM) מבחן צריכת סוכרוז (SCT) יעילות טיפולית מסלול קריטי פלואוקסטין מסלול PI3K-AKT
ניתוחים מבוססי פרמקולוגיה התנהגותית ורשתי עבור הרפואה המונגולית המסורתית Zadi-5 במודל חולדה של דיכאון
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