青春期和成年期芒果叶提取物在精神分裂症大鼠模型中的作用

The effects of mango leaf extract during adolescence and adulthood in a rat model of schizophrenia.

作者信息Jose Antonio Garcia-Partida, Sonia Torres-Sanchez, Karina MacDowell, Maria Teresa Fernández-Ponce, Lourdes Casas, Casimiro Mantell, María Luisa Soto-Montenegro, Diego Romero-Miguel, Nicolás Lamanna-Rama, Juan Carlos Leza, Manuel Desco, Esther Berrocoso
PMID35959428
发布时间2022-07-26
DOI10.3389/fphar.2022.886514

实验完整度

包含多个独立证据层级:行为学测试(PPI、NOR、苯丙胺诱导活动)、MRI结构分析、氧化/炎症和抗氧化生物标志物检测,并进行了功能验证(行为)和机制验证(NRF2通路)。

主要模型

Wistar大鼠母体免疫激活(Poly I:C)精神分裂症模型 Poly I:C后代雄性大鼠(青春期或成年期处理)

重点核对

MLE剂量:50 mg/kg芒果苷/天,口服(饮水) Poly I:C注射:GD 15,4 mg/kg,静脉注射 治疗窗口:青春期(PND 35-49)或成年期(PND 60起) 利培酮剂量:0.3 mg/kg,腹腔注射(青春期) 行为测试时间:成年期(PND 70-80) MRI扫描时间:PND 115-120

摘要

有证据表明,在精神分裂症中,妊娠期和出生后早期会发生炎症和氧化过程失衡,这使得人们对抗炎和抗氧化化合物的潜在治疗效果产生了兴趣。芒果苷是一种富含于芒果(Mangifera indica L.)叶片中的多酚类化合物,具有强大的抗氧化和抗炎特性,使其成为精神分裂症预防或辅助治疗的潜在候选药物。因此,本研究旨在评估芒果叶提取物(MLE)在基于母体免疫激活的精神分裂症模型中的作用,该模型通过向孕鼠静脉注射Poly I:C(4 mg/kg)诱导。年轻成年(出生后第60-70天)或青春期(出生后第35-49天)雄性后代每日接受MLE(50 mg/kg芒果苷),并将青春期MLE的效果与利培酮进行比较,评估成年后代的的行为、脑磁共振成像(MRI)以及氧化/炎症和抗氧化介质。成年期MLE治疗逆转了前脉冲抑制(PPI)的缺陷,但未能减弱苯丙胺敏感性和新物体识别(NOR)缺陷。相比之下,青春期MLE治疗预防了PPI测试中的感觉运动门控缺陷,产生了与利培酮相似的效果。这种MLE治疗还减少了梳理行为,但对焦虑或新物体识别记忆没有影响。MRI研究显示,青春期MLE给药部分抵消了皮质萎缩、小脑和脑室扩大。此外,青春期MLE给药减少了iNOS介导的炎症激活,并促进了前额叶皮层和海马中代偿性抗氧化活性生物标志物的表达,这通过Keap1的减少和NRF2及HO1的积累得以证实。总之,这些发现表明,MLE可能是改善成年期精神分裂症临床表现的替代治疗或预防性附加策略,同时在高危人群的早期阶段改变该疾病的时间进程。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
芒果叶提取物(MLE)在精神分裂症母体免疫激活模型中,于青春期或成年期给药能否改善行为缺陷、脑结构异常及氧化/炎症失衡?
核心机制
青春期MLE给药通过抑制iNOS介导的炎症、激活NRF2-ARE通路(降低Keap1,升高NRF2和HO1)发挥抗炎和抗氧化作用。
主要证据
行为测试显示MLE逆转PPI缺陷并减少梳理行为;MRI显示部分抵消皮质萎缩和脑室扩大;生化检测显示前额叶和海马iNOS降低、Keap1减少、NRF2和HO1升高。
研究意义
MLE可能作为精神分裂症的替代治疗或预防性附加策略,在青春期等高危阶段早期干预可改变疾病进程。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

母体免疫激活模型建立

通过妊娠期Poly I:C注射模拟精神分裂症的神经发育风险因素。

孕鼠在GD15静脉注射Poly I:C(4 mg/kg)或生理盐水,监测母鼠和后代体重变化以确认模型。

2

MLE制备与表征

获得具有高抗氧化和抗炎活性的芒果叶提取物并量化其成分。

采用亚临界水萃取(20 MPa,80°C)获得MLE,评估其抗氧化活性(DPPH法)、抗炎活性(卵清蛋白变性抑制)和酚类成分(UHPLC)。

3

成年期MLE治疗行为评估

评估成年期MLE治疗能否逆转Poly I:C后代的行为缺陷。

成年后代(PND 60起)口服MLE(50 mg/kg芒果苷/天),在PND 70-80进行PPI、NOR、苯丙胺诱导活动、焦虑样和梳理行为测试。

4

青春期MLE或利培酮治疗及行为评估

评估青春期MLE治疗是否预防成年后的行为异常,并与利培酮比较。

青春期(PND 35-49)大鼠口服MLE或腹腔注射利培酮(0.3 mg/kg),成年后(PND 70-80)进行相同行为测试。

5

MRI脑结构分析

评估青春期治疗对Poly I:C后代成年脑结构异常的影响。

在PND 115-120对麻醉大鼠进行7-T MRI扫描,采用VBM和ROI分析灰质、白质和脑脊液体积变化。

6

氧化/炎症和抗氧化介质检测

探讨青春期MLE治疗对前额叶和海马氧化/炎症及抗氧化机制的影响。

收集脑组织,通过Western blot检测iNOS、COX2、p38、4-HNE、Keap1、HO1、NQO1等蛋白表达,通过ELISA和生化试剂盒检测NRF2活性、SOD、CAT、GPx、GSH、TAOC等。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
聚肌胞苷酸Sigma Aldrich37M4011V
超临界流体萃取装置(型号SF 2000)Thar Technology--
超高效液相色谱系统(Dionex Ultimate 3000)Thermo Scientific--
惊吓反应箱(压电测量平台)Cibertec--
SMART视频3.0软件Panlab--
利培酮Janssen--
7-T Biospec 70/20扫描仪Bruker--
Odyssey Fc成像系统LICOR--
ChemiDoc成像系统Biorad--
抗iNOS抗体(sc-650)SCBTsc-650
抗COX2抗体(sc-1747)SCBTsc-1747
抗磷酸化p38抗体(sc-17852)SCBTsc-17852
抗p38抗体(sc-7972)SCBTsc-7972
抗4-HNE抗体(MAB3249)R&DMAB3249
抗Keap1抗体(MAB3024)R&DMAB3024
抗HO1抗体(ab68477)abcamab68477
抗NQO1抗体(sc16464)SCBTsc16464
抗β-肌动蛋白抗体(A5441)MerckA5441
NRF2 ELISA试剂盒(600590)Cayman Chemical600590
SOD检测试剂盒(K028-H1)Arbor AssayK028-H1
CAT检测试剂盒(K033-H1)Arbor AssayK033-H1
GPx检测试剂盒(703102)Cayman Chemical703102
GSH检测试剂盒(K006-H1)Arbor AssayK006-H1
TAOC检测试剂盒(E-BC-K219-M)ElabscienceE-BC-K219-M
蛋白酶抑制剂混合物(Complete)Merck--
酶标仪(Synergy 2)BioTek--
STATISTICA 10.0StatSoft--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
母体免疫激活
Poly I:C剂量:4 mg/kg,静脉注射;注射时间:GD15;溶剂:生理盐水;母鼠体重监测时间点。
阅读提示:Methods: Prenatal Poly I:C treatment
MLE治疗
MLE剂量:50 mg/kg芒果苷/天,口服(饮水);治疗期(成年:PND 60起;青春期:PND 35-49);MLE每日新鲜制备。
阅读提示:Methods: Experimental design, groups and MLE treatment
利培酮治疗
利培酮剂量:0.3 mg/kg,腹腔注射;治疗期:PND 35-49。
阅读提示:Methods: Experimental design, groups and MLE treatment
行为测试
测试时间:PND 70-80;PPI测试参数(prepulse强度74/80/86 dB);NOR测试时间点(STM 2-3h, LTM 24h);苯丙胺剂量:2.5 mg/kg i.p.;旷场测试时长:20分钟自由探索加60分钟药物后。
阅读提示:Methods: Behavioral studies; Figure 1 and 2 legends
MRI
扫描时间:PND 115-120;麻醉:七氟醚吸入;扫描序列参数(TE=33ms, TR=3732ms, 切片厚度0.4mm);VBM平滑核10mm FWHM;ROI定义。
阅读提示:Methods: MRI studies
生化检测
脑区:前额叶皮层和海马;蛋白提取(胞质和核);Western blot抗体和稀释度;试剂盒品牌和货号。
阅读提示:Methods: Oxidative/inflammatory and antioxidant evaluations