بررسی اثر گیاه سالویا ماسیلنتا (Salvia macilenta) بر میزان سطح پروتئین CREB و فعالیت استیل کولین استرازی مغزی در موش‌های صحرایی نر مدل آلزایمر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی، واحد دامغان، دانشگاه ازاد اسلامی، دامغان، ایران

2 گروه فیزیولوژی، دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

3 مرکز تحقیقات علوم اعصاب و شناخت، واحد علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

بیماری آلزایمر یکی از مهمترین بیماری‌های تخریب عصبی است که منجر به زوال عقل می‌گردد. مطالعات بسیاری در زمینه پیشگیری و درمان بیماری آلزایمر انجام شده است. اثر محافظت نورونی گونه‌های مختلف گیاه سالویا در جلوگیری از مرگ نورونی به اثبات رسیده است. در این بررسی اثر گیاه سالویا ماسیلنتا (Salvia macilenta) در موش‌های آلزایمری مورد مطالعه قرار می‌گیرد. موش‌ها به چهار گروه شش­تایی تقسیم شدند: با روش گاواژ به مدت ده روز عصاره الکلی گیاه سالویا ماسیلنتا را دریافت کردند سپس با تزریق آمیلویید بتا آلزایمری شدند. سطح ملکولی Ca2+/ CREB  و استیل کولین استرازی در کورتکس پیش‌پیشانی و هیپوکمپ بررسی شد. این مطالعه نشان داد که پیش‌درمانی با عصاره گیاه سالویا ماسیلنتا سبب افزایش فسفوریلاسیون CREB نسبت به گروه آلزایمری در کورتکس پیش‌پیشانی و هیپوکمپ گردید (برای هر دو ناحیه 001/0 > p).  درمان با سالویا ماسیلنتا سبب کاهش درصد فعالیت استیل کولین استرازی نسبت به گروه آلزایمری در کورتکس پیش‌پیشانی و هیپوکمپ گردید (001/0 > p  برای کورتکس پیش‌پیشانی و 01/0 > p برای هیپوکمپ). سالویا ماسیلنتا اثرات حفاظتی بر علیه سمیت ایجاد شده به وسیله تزریق آمیلویید بتا از طریق افزایش سطح فسفوریلاسیون CREB و تنظیم فعالیت استیل کولین استرازی دارد که یک داروی پیشنهادی مناسب برای بهبود آلزیمر می‌تواند باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluating the Effect of Salvia Macilenta Extract on CREB Protein Level and Acetylcholine Esterase Activity in the Brain of Alzheimer’s Disease in Male Rats

نویسندگان [English]

  • Shabnam Taheri 1
  • Hooman Shajiee 1
  • Ghorbangol Ashabi 2
  • Soolmaz Khalifeh 3
1 Department of Biology, Islamic Azad University, Damghan Branch, Damghan, Iran
2 Department of Physiology, School of Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
3 Cognitive and Neuroscience Research Center (CNRC), Islamic Azad University, Tehran Medical Sciences, Tehran, Iran
چکیده [English]

Alzheimer’s disease (AD) is a neurodegenerative disease leading to dementia. There are many studies to find the pretreatment and treating drugs in AD. The neuroprotective role of Salvia genus against neuronal death is well known. In this study, the protective role of Salvia macilenta (S. macilenta) extract on AD was investigated. Rats were gavaged by S. macilenta for 10 days. Then, they were injected by Amyloid beta. The molecular level of Ca2+/cAMP response element binding (CREB), and acetylcholine esterase activity were evaluated in the prefrontal cortex and hippocampus. Our results revealed that S. macilenta pretreatment can improve CREB phosphorylation compared to AD model in the prefrontal cortex and hippocampus (both P<0.001). Pretreatment with S. macilenta reduced percentage of acetylcholine esterase activity compared to AD model in the prefrontal cortex and hippocampus (P<0.001 and P<0.01, respectively). S. macilenta has a protective role against amyloid beta-induced toxicity through enhancement of CREB and regulation of the acetylcholine esterase activity that can be a dominant potential candidate in improving AD.

کلیدواژه‌ها [English]

  • S. Macilenta
  • Acetylcholine Esterase Activity, CREB, Alzheimer’s Disease, Rat
  1. Asadi S., Ahmadiani A., Esmaeili M.A., Sonboli A., Ansari N., Khodagholi F. 2010. In vitro antioxidant activities and an investigation of neuroprotection by six Salvia species from Iran: a comparaive study. Food and Chemical Toxicology, 48(5): 1341-1349.
  2. Ashabi G., Ramin M., Azizi P., Taslimi Z., Alamdary S.Z., Haghparast A., Ansari N., Motamedi F., Khodagholi F. 2012. ERK and p38 inhibitors attenuate memory deficits and increase CREB phosphorylation and PGC-1alpha levels in Abeta-injected rats. Behavioral Brain Research, 232(1): 165-173.
  3. Bazzigaluppi P., Beckett T.L., Koletar M.M., Lai A.Y., Joo I.L., Brown M.E., Carlen P.L., McLaurin J., Stefanovic B. 2018. Early-stage attenuation of phase-amplitude coupling in the hippocampus and medial prefrontal cortex in a transgenic rat model of Alzheimer's disease. Journal of Neurochemistry, 144(5): 669-679.
  4. Bi H.C., Zuo Z., Chen X., Xu C.S., Wen Y.Y., Sun H.Y., Zhao L.Z., Pan Y., Deng Y., Liu P.Q., Gu L.Q., Huang Z.Y., Zhou S.F., Huang M. 2008. Preclinical factors affecting the pharmacokinetic behaviour of tanshinone IIA, an investigational new drug isolated from Salvia miltiorrhiza for the treatment of ischaemic heart diseases. Xenobiotica, 38(2): 185-222.
  5. Clifford M.N., Wu W., Kirkpatrick J., Jaiswal R., Kuhnert N. 2010. Profiling and characterisation by liquid chromatography/ multi-stage mass spectrometry of the chlorogenic acids in Gardeniae Fructus. Rapid Communication Mass Spectrometry, 24(21): 3109-3120.
  6. Clifford M.N., Zheng W. and Kuhnert N. 2006. Profiling the chlorogenic acids of aster by HPLC-MS(n). Phytochemical Analysis, 17(6): 384-393.
  7. Ellman G.L., Courtney K.D., Andres V., Jr., Feather-Stone R.M. 1961. A new and rapid colorimetric determination of acetylcholinesterase activity. Biochemistry and Pharmacology, 7: 88-95.
  8. Esmaeili M.A. and Sonboli A. 2010. Antioxidant, free radical scavenging activities of Salvia brachyantha and its protective effect against oxidative cardiac cell injury. Food and Chemical Toxicology, 48(3): 846-853.
  9. Firuzi O., Javidnia K., Gholami M., Soltani M., Miri R. 2010. Antioxidant activity and total phenolic content of 24 Lamiaceae species growing in Iran. Natural Product Communication, 5(2): 261-264.
  10. Hu S., Chen S.M., Li X.K., Qin R., Mei Z.N. 2007. Antitumor effects of chi-shen extract from Salvia miltiorrhiza and Paeoniae radix on human hepatocellular carcinoma cells. Acta Pharmacologica Sinica, 28 (8): 1215-1223.
  11. Jiang P., Yang X. and Sun Z. 2020. Dynamics analysis of the hippocampal neuronal model subjected to cholinergic action related with Alzheimer's disease. Cognitive Neurodynamics, 14(4): 483-500.
  12. Kalaria R.N., Andorn A.C., Tabaton M., Whitehouse P.J., Harik S.I., Unnerstall J.R. 1989. Adrenergic receptors in aging and Alzheimer's disease: increased beta 2-receptors in prefrontal cortex and hippocampus. Journal of Neurochemistry, 53(6): 1772-1781.
  13. Khodagholi F. and Ashabi G. 2013. Dietary supplementation with Salvia sahendica attenuates memory deficits, modulates CREB and its down-stream molecules and decreases apoptosis in amyloid beta-injected rats. Behavioral Brain Research, 241: 62-69.
  14. Lee J.E., Song H.S., Park M.N., Kim S.H., Shim B.S., Kim B. 2018. Ethanol Extract of Oldenlandia diffusa Herba Attenuates Scopolamine-Induced Cognitive Impairments in Mice via Activation of BDNF, P-CREB and Inhibition of Acetylcholinesterase. International Journal of Molecular Sciences, 19(2): 363.
  15. Lindeboom J. and Weinstein H. 2004. Neuropsychology of cognitive ageing, minimal cognitive impairment, Alzheimer's disease, and vascular cognitive impairment. European Journal of Pharmacology, 490(1-3): 83-86.
  16. Ma S., Zang T., Liu M.L., Zhang C.L. 2020. Aging-relevant human basal forebrain cholinergic neurons as a cell model for Alzheimer's disease. Molecular Neurodegeneration, 15(1): 61.
  17. Niimura M., Takagi N., Takagi K., Mizutani R., Ishihara N., Matsumoto K., Funakoshi H., Nakamura T., Takeo S. 2006. Prevention of apoptosis-inducing factor translocation is a possible mechanism for protective effects of hepatocyte growth factor against neuronal cell death in the hippocampus after transient forebrain ischemia. Journal of Cereberal Blood Flow and Metabolism, 26(11): 1354-1365.
  18. Paxinos G., Watson C. 2007. The rat brain in stereotaxic coordinates. Amsterdam; Boston Academic Press/Elsevier.
  19. Perry N.S.L., Menzies R., Hodgson F., Wedgewood P., Howes M.R., Brooker H.J., Wesnes K.A., Perry E.K. 2018. A randomised double-blind placebo-controlled pilot trial of a combined extract of sage, rosemary and melissa, traditional herbal medicines, on the enhancement of memory in normal healthy subjects, including influence of age. Phytomedicine, 39: 42-48.
  20. Sallam A., Mira A., Ashour A., Shimizu K. 2016. Acetylcholine esterase inhibitors and melanin synthesis inhibitors from Salvia officinalis. Phytomedicine, 23(10): 1005-1011.
  21. Tildesley N.T., Kennedy D.O., Perry E.K., Ballard C.G., Savelev S., Wesnes K.A., Scholey A.B. 2003. Salvia lavandulaefolia (Spanish sage) enhances memory in healthy young volunteers. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 75(3): 669-674.
  22. Tusi S.K. and Khodagholi F. 2014. Salvia macilenta exhibits antiglycating activity and protects PC12 cells against H2O 2-induced apoptosis. Cytotechnology, 66(1): 169-179.
  23. Wong K.K., Ho M.T., Lin H.Q., Lau K.F., Rudd J.A., Chung R.C., Fung K.P., Shaw P.C., Wan D.C. 2010. Cryptotanshinone, an acetylcholinesterase inhibitor from Salvia miltiorrhiza, ameliorates scopolamine-induced amnesia in Morris water maze task. Planta Medica, 76(3): 228-234.
  24. Xu F., Ono M., Ito T., Uchiumi O., Wang F., Zhang Y., Sun P., Zhang Q., Yamaki S., Yamamoto R., Kato N. 2021. Remodeling of projections from ventral hippocampus to prefrontal cortex in Alzheimer's mice. Journal of Comparative Neurology, 529(7): 1486-1498.
  25. Yatin S.M., Varadarajan S., Link C.D., Butterfield D.A. 1999. In vitro and in vivo oxidative stress associated with Alzheimer's amyloid beta-peptide (1-42). Neurobiology of Aging, 20(3): 325-330.
  26. Zhang L., Xie J.W., Yang J., Cao Y.P. 2013. Tyrosine phosphatase STEP61 negatively regulates amyloid beta-mediated ERK/CREB signaling pathways via alpha7 nicotinic acetylcholine receptors. Journal of Neuroscience Research, 91(12): 1581-1590.