Naringin Cải Thiện Hoạt Động CaMKII và Tăng Cường Trí Nhớ Dài Hạn Trong Mô Hình Chuột Bệnh Alzheimer
Tóm tắt
Sự suy giảm tính dẻo synap hippocampus do Amyloid-β (Aβ) gây ra là cơ chế gây mất trí nhớ trong giai đoạn đầu của bệnh Alzheimer (AD) trên mô hình người và chuột. Sự ức chế quá trình tự phosphoryl hóa của protein kinase II phụ thuộc canxi/calmodulin (CaMKII) đóng một vai trò quan trọng trong trí nhớ dài hạn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã chiết xuất naringin từ vỏ bưởi (một loài thuộc Chi Cam) và nghiên cứu tác động của nó lên trí nhớ dài hạn trên mô hình chuột chuyển gen APPswe/PS1dE9 của AD. Những con chuột chuyển gen APPswe/PS1dE9 ba tháng tuổi được chia ngẫu nhiên thành các nhóm đối chứng, hai nhóm naringin (50 hoặc 100 mg/kg trọng lượng/ngày) và một nhóm Aricept (2 mg/kg trọng lượng/ngày). Sau 16 tuần điều trị, chúng tôi quan sát thấy rằng điều trị bằng naringin (100 mg/kg trọng lượng/ngày) đã tăng cường quá trình tự phosphoryl hóa của CaMKII, làm tăng quá trình phosphoryl hóa thụ thể α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic (AMPA) tại một vị trí phụ thuộc CaMKII và cải thiện khả năng học tập và trí nhớ dài hạn. Những phát hiện này gợi ý rằng sự gia tăng hoạt động CaMKII có thể là một trong những cơ chế mà naringin cải thiện chức năng nhận thức dài hạn trên mô hình chuột chuyển gen APPswe/PS1dE9 của AD.
Từ khóa
#Amyloid-β #trí nhớ #Alzheimer's disease #naringin #CaMKII #tính dẻo synap #phosphoryl hóa #chuột chuyển gen #chức năng nhận thứcTài liệu tham khảo
Stokin, 2005, Axonopathy and transport deficits early in the pathogenesis of Alzheimer’s disease, Science, 307, 1282, 10.1126/science.1105681
Ballatore, 2007, Tau-mediated neurodegeneration in Alzheimer’s disease and related disorders, Nat. Rev. Neurosci, 8, 663, 10.1038/nrn2194
Auld, 2002, Alzheimer’s disease and the basal forebrain cholinergic system: Relations to beta-amyloid peptides, cognition, and treatment strategies, Prog. Neurobiol, 68, 209, 10.1016/S0301-0082(02)00079-5
Green, 2010, Memantine improves cognition and reduces Alzheimer’s-like neuropathology in transgenic mice, Am. J. Pathol, 176, 870, 10.2353/ajpath.2010.090452
Selkoe, 2008, Soluble oligomers of the amyloid beta-protein impair synaptic plasticity and behavior, Behav. Brain Res, 192, 106, 10.1016/j.bbr.2008.02.016
Shankar, 2009, Alzheimer’s disease: Synaptic dysfunction and Abeta, Mol. Neurodegener, 4, 48, 10.1186/1750-1326-4-48
Chakroborty, 2012, Early presynaptic and postsynaptic calcium signaling abnormalities mask underlying synaptic depression in presymptomatic Alzheimer’s disease mice, J. Neurosci, 32, 8341, 10.1523/JNEUROSCI.0936-12.2012
Zeng, 2010, Neurotrophins enhance CaMKII activity and rescue amyloid-beta-induced deficits in hippocampal synaptic plasticity, J. Alzheimer’s Dis, 21, 823, 10.3233/JAD-2010-100264
Schroeter, 2002, MAPK signaling in neurodegeneration: Influences of flavonoids and of nitric oxide, Neurobiol. Aging, 23, 861, 10.1016/S0197-4580(02)00075-1
Pereira, 2007, Synthesis and characterization of a metal complex containing naringin and Cu, and its antioxidant, antimicrobial, antiinflammatory and tumor cell cytotoxicity, Molecules, 12, 1352, 10.3390/12071352
Cui, 2012, Effect of β-cyclodextrin complexation on solubility and enzymatic conversion of naringin, Int. J. Mol. Sci, 13, 14251, 10.3390/ijms131114251
Golechha, 2011, Naringin protects against kainic acid-induced status epilepticus in rats: Evidence for an antioxidant, anti-inflammatory and neuroprotective intervention, Biol. Pharm. Bull, 34, 360, 10.1248/bpb.34.360
Kumar, 2010, Protective effect of hesperidin and naringin against 3-nitropropionic acid induced Huntington’s like symptoms in rats: Possible role of nitric oxide, Behav. Brain Res, 206, 38, 10.1016/j.bbr.2009.08.028
Kumar, 2010, Protective effect of naringin, a Citrus flavonoid, against colchicine-induced cognitive dysfunction and oxidative damage in rats, J. Med. Food, 13, 976, 10.1089/jmf.2009.1251
Kumar, 2010, Naringin alleviates cognitive impairment, mitochondrial dysfunction and oxidative stress induced by D-galactose in mice, Food Chem. Toxicol, 48, 626, 10.1016/j.fct.2009.11.043
Wang, 2012, Long-term naringin consumption reverses a glucose uptake defect and improves cognitive deficits in a mouse model of Alzheimer’s disease, Pharm. Biochem. Behav, 102, 13, 10.1016/j.pbb.2012.03.013
Insausti, 1995, The human entorhinal cortex: A cytoarchitectonic analysis, J. Comp. Neurol, 355, 171, 10.1002/cne.903550203
Shankar, 2008, Amyloid-beta protein dimers isolated directly from Alzheimer’s brains impair synaptic plasticity and memory, Nat. Med, 14, 837, 10.1038/nm1782
Amada, 2005, Reduction of NR1 and phosphorylated Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II levels in Alzheimer’s disease, Neuroreport, 16, 1809, 10.1097/01.wnr.0000185015.44563.5d
Lisman, 2012, Mechanisms of CaMKII action in long-term potentiation, Nat. Rev. Neurosci, 13, 169, 10.1038/nrn3192
Strack, 1997, Translocation of autophosphorylated calcium/calmodulin-dependent protein kinase II to the postsynaptic density, J. Biol. Chem, 272, 13467, 10.1074/jbc.272.21.13467
Benfenati, 1992, Synaptic vesicle-associated Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II is a binding protein for synapsin I, Nature, 359, 417, 10.1038/359417a0
Derkach, 1999, Ca2+/calmodulin-kinase II enhances channel conductance of alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionate type glutamate receptors, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96, 3269, 10.1073/pnas.96.6.3269
Liu, 2010, Amyloid-beta decreases cell-surface AMPA receptors by increasing intracellular calcium and phosphorylation of GluR2, J. Alzheimer’s Dis, 21, 655, 10.3233/JAD-2010-091654
Espana, 2011, Soluble oligomers of amyloid-beta peptide disrupt membrane trafficking of alpha-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4-propionic acid receptor contributing to early synapse dysfunction, J. Biol. Chem, 286, 27311, 10.1074/jbc.M111.227504
Lanz, 2003, Dendritic spine loss in the hippocampus of young PDAPP and Tg2576 mice and its prevention by the ApoE2 genotype, Neurobiol. Dis, 13, 246, 10.1016/S0969-9961(03)00079-2
Hayashi, 2000, Driving AMPA receptors into synapses by LTP andCaMKII: Requirement for GluR1 and PDZ domain interaction, Science, 287, 2262, 10.1126/science.287.5461.2262
Jourdain, 2003, Calcium/calmodulin-dependent protein kinase II contributes to activity-dependent filopodia growth and spine formation, J. Neurosci, 23, 10645, 10.1523/JNEUROSCI.23-33-10645.2003
Wayman, 2008, Calmodulin-kinases: Modulators of neuronal development and plasticity, Neuron, 59, 914, 10.1016/j.neuron.2008.08.021
Zhu, 2007, Activation of glycogen synthase kinase-3 inhibits long-term potentiation with synapse-associated impairments, J. Neurosci, 27, 12211, 10.1523/JNEUROSCI.3321-07.2007
Song, 2010, Inhibitory phosphorylation of GSK-3 by CaMKII couples depolarization to neuronal survival, J. Biol. Chem., 285, 41122, 10.1074/jbc.M110.130351
Sudto, 2009, An efficient method for the large scale isolation of naringin from pomelo (Citrus grandis) peel, Int. J. Food Sci. Tech, 44, 1737, 10.1111/j.1365-2621.2009.01989.x
Nihal, 2008, Dose translation from animal to human studies revisited, FASEB J, 22, 659, 10.1096/fj.07-9574LSF