Bedömningen av neuroprotektiva effekter av Glycyrrhizae Radix et Rhizoma extraktet med hjälp av en övergående mellersta Cerebral artär ocklusion musmodell
Summary
I denna studie ändra vi en befintlig experimentell metod för att få fler reproducerbara resultat, genom att upprätta en mitten cerebral artär ocklusion (MCAO) musmodell. Oral administrering av Glycyrrhizae Radix et rhizom (GR) metanol extrakt (GRex), efter stroke induktion, minskade signifikant total infarkt volym i förhållande till obehandlade kontrollgruppen.
Abstract
Ischemi som följt av reperfusion av cerebralt blodflöde efter en stroke leder till död av nervceller och förlust av hjärnvävnad. Den vanligaste djurmodell för att studera stroke är den mellersta cerebral artär ocklusion (MCAO) modellen. Tidigare studier har rapporterat olika infarct storlekar även när de samma experimentella djurarter användes under liknande MCAO förhållanden. Därför utvecklade vi en förbättrad experimentell metod för att hantera denna diskrepans. Möss utsattes för MCAO med en glödtråd som ocklusion materialet för att efterlikna mänskliga stroke villkor och glödtråden tjocklek var optimerad för att upprätta mer reproducerbar infarkt volym. Möss som behandlats med en metanol extrakt av Glycyrrhizae Radix et rhizom (GRex) efter stroke induktion visade en signifikant minskade totala infarkt volym och ökat antal överlevande celler i förhållande till obehandlade kontrollgruppen. Detta modifierade experimentellt protokoll framgångsrikt och visat reproducibly den positiva effekten av GRex på ischemisk stroke.
Introduction
Hjärnskador som orsakas av ischemi och reperfusion av cerebralt blodflöde leder till död av nervceller och förlust av hjärnvävnad. Denna typ av hjärnskada fortsätter att öka med den ökande förekomsten av cerebrovaskulära sjukdomar på grund av spridningen av metabola sjukdomar som fetma, hypertoni och diabetes mellitus1,2. Det absoluta antalet äldre patienter med stroke har ökat dramatiskt över hela världen, och kostnaden för sjukvård för dessa patienter, som är ofta kvar med långsiktig funktionshinder, är en stor samhälleliga börda. Sekundära funktionshinder bör därför minskas så mycket som möjligt att minska den ekonomiska börda1,2.
Den vanligaste gnagare modellen av cerebral infarkt är den mellersta cerebral artär (MCA) ocklusion (MCAO) modellen, där MCA är ockluderas med en silicon-belagd kirurgiska suturering glödtråden att blockera blodflödet, orsakar ischemisk stroke3, 4. med en glödtråd som ocklusion materialet tillåter kontroll av ocklusion tid och varaktighet genom att manipulera varaktigheten av intra-luminala glödtråden insättningspunkten.
Tidigare studier har visat att även när samma gnagare MCAO modell används, varierar den totala volymen av hjärninfarkt mellan experiment, orsakar låg reproducerbarhet av studierna. För att förbättra reproducerbarhet, optimerat vi tjockleken på Myntverket i glödtråden som används i experimentet. Resultatet av en förstudie av cerebral ischemisk period och inducerad hjärtinfarkt visade att en ischemisk period som är längre än 60 min tillåtna volymetriska regionen skadad hjärnvävnaden att observeras och kvantifieras.
Glycyrrhizae Radix et Rhizoma (GR), även känd som lakrits, består av torkade rötter och jordstammar av Glycyrrhiza uralensis och G. glabra. Det har använts i kinesiska och koreanska traditionell medicin för olika syften inklusive som livsmedelstillsats och medicinskt5,6,7.
I en tidigare studie8, förbehandling med GR metanol extrakt (GRex) visade ett anti-apoptotiska effekt i MCAO möss, inklusive betydande förebyggande av minskningen av proteinuttryck för B-cellslymfom 2 (Bcl-2) och Bcl extrastor (Bcl-xL). Denna studie genomfördes för att förbättra reproducerbarheten av konventionella MCAO musmodellen genom att utvärdera dess effektivitet för att avgöra om efter infarkt behandling med GRex effektivt minska infarct volymen i MCAO-inducerad cerebral skada.
Protocol
Representative Results
Discussion
Med den ökande förekomsten av metabola sjukdomar som kronisk hypertoni, diabetes och hyperlipidemi, som är stora riskfaktorer för stroke, har stroke prevention och behandling blivit ett viktigt område för medicinsk forskning12, 13. underskott i språk och rörelse efter en stroke är starkt korrelerade med graden av skador på hjärnans vävnad14 och resultera i en dålig livskvalitet för patienter och deras familjer<sup class="xref…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ej tillämpligt.
Materials
| Glycyrrhizae Radix et Rhizoma | Gwangmyoung Pharmaceuticals Co., Korea | Glycyrrhizae Radix et Rhizoma | |
| Qualitative filter paper | Advantec | Filter paper No. 2 | Qualitative filter paper |
| Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma | D8418-250ML | Dimethyl sulfoxide (DMSO) |
| Syringe filter (0.45 µm) | Sigma | CLS431220 | Syringe filter (0.45 µm) |
| Stereo Microscope | Leica | M50 | Stereo Microscope |
| Stereo Microscope | Nikon | SMZ745 | Stereo Microscope |
| Laser Doppler | Moor Instrument | moorVMS-LDF | Laser Doppler |
| Anesthesia Tabletop Bracket with N2O&O2 Flowmeter System | Harvard Appratus | 34-1352 | Anesthesia Tabletop Bracket with N2O&O2 Flowmeter System |
| Homeothermic Monitoring System | Harvard Appratus | 55-7020 | Homeothermic Monitoring System |
| Digital Camera | Canon | Eos-M2 | Digital Camera |
| Cryostat | Leica | CM3050S | Cryostat |
| Microscope | Carl Zeiss | Zeiss Axio | Microscope |
| Data Analysis | Systat Software Inc. | SigmaPlot version 12 | Data Analysis |
| Data Analysis | NIH Image | ImageJ | Data Analysis |
| Mouse diet | Doo Yeol Biotech | Standard rodent chow | Mouse diet |
| Isoflurane | JOONGWAE | A02104781 | Isoflurane |
| Isoflurane | TROIKAA | ISOTROY 100 | Isoflurane |
| Silk suture (4-0 Black silk) | AILEE | SK47510 | Silk suture (4-0 Black silk) |
| Silk suture (3-0 White silk) | Baekjae | 57 | Silk suture (3-0 White silk) |
| Nylon suture (8-0 monofilament) | AILEE | NB825 | Nylon suture (8-0 monofilament) |
| 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) | Sigma | T8877-25G | 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) |
| Formalin (Formaldehyde solution) | JUNSEI | 69360-1263 20KG | Formalin (Formaldehyde solution) |
| Hematoxylin (Harris Hematoxylin) | YD Diagnostics | EasyStain | Hematoxylin (Harris Hematoxylin) |
| Eosin (1% Eosin Y Solution) | MUTO PURE CHEMICALS | 3200-2 | Eosin (1% Eosin Y Solution) |
| Cresyl violet (acetate) | Sigma | C5042-10G | Cresyl violet (acetate) |
| Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | P6148-1KG | Paraformaldehyde |
| Sucrose | JUNSEI | 31365-0350 1KG | Sucrose |
| Optimum cutting temperature (OCT) compound | Scigen | 4583 | Optimum cutting temperature (OCT) compound |
| Disecting Knife | Fine Science Tools | 10055-12 | Disecting Knife |
| #4 Forcep | Fine Science Tools | 11241-30 | #4 Forcep |
| #5 Forcep | Fine Science Tools | 11254-20 | #5 Forcep |
| #6 Forcep | Fine Science Tools | 11260-20 | #6 Forcep |
| #7 Fine Forcep | Fine Science Tools | 11274-20 | #7 Fine Forcep |
| Surgical Scissors | Fine Science Tools | 14001-12 | Surgical Scissors |
| Extra Fine Bonn Scissors | Fine Science Tools | 14084-08 | Extra Fine Bonn Scissors |
| Moria Pascheff-Wolff Spring Scissors | Fine Science Tools | 15371-92 | Moria Pascheff-Wolff Spring Scissors |
| Vessel Dilating Forcep | Fine Science Tools | 18153-11 | Vessel Dilating Forcep |
Riferimenti
- Bejot, Y., Delpont, B., Giroud, M. Rising stroke incidence in young adults: more epidemiological evidence, more questions to be answered. Journal of the American Heart Association. 11 (5), (2016).
- Hadadha, M., Vakili, A., Bandegi, A. R. Effect of the inhibition of hydrogen sulfide synthesis on ischemic injury and oxidative stress biomarkers in a transient model of focal cerebral ischemia in rats. Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases. 24 (12), 2676-2684 (2015).
- Durukan, A., Tatlisumak, T. Animal models of ischemic stroke. Article in Handbook of Clinical Neurology. 92, 43-66 (2009).
- Kim, D. Animal Models of Stroke. Brain and Neurorehabilitation. 4 (1), 1-11 (2011).
- Rizzato, G., Scalabrin, E., Radaelli, M., Capodaglio, G., Piccolo, O. A new exploration of licorice metabolome. Food Chemistry. 221, 959-968 (2017).
- Zhu, Z., et al. Rapid determination of flavonoids in licorice and comparison of three licorice species. Journal of Separation Science. 39 (3), 473-482 (2016).
- Ota, M., Mikage, M., Cai, S. Q. Herbological study on the medicinal effects of roasted licorice and honey-roasted licorice. Yakushigaku Zasshi. 50 (1), 38-45 (2015).
- Lim, C., et al. Licorice pretreatment protects against brain damage induced by middle cerebral artery occlusion in mice. Journal of Medicinal Food. 21 (5), 474-480 (2018).
- Koizumi, J. Y., Nakazawa, T., Ooneda, G. Experimental studies of ischemic brain edema. Nosotchu. 8 (1), 1-8 (1986).
- Fischer, A. H., Jacobson, K. A., Rose, J., Zeller, R. Hematoxylin and eosin staining of tissue and cell sections. Cold Spring Harbor Protocols. 2008, (2008).
- Zhu, Y., Liu, F., Zou, X., Torbey, M. Comparison of unbiased estimation of neuronal number in the rat hippocampus with different staining methods. Journal of Neuroscience Methods. 254, 73-79 (2005).
- Alberts, M. J., Ovbiagele, B. Current strategies for ischemic stroke prevention: role of multimodal combination therapies. Journal of Neurology. 254 (10), 1414-1426 (2007).
- Pinto, A., Tuttolomondo, A., Di Raimondo, D., Fernandez, P., Licata, G. Cerebrovascular risk factors and clinical classification of strokes. Seminars in Vascular Medicine. 4 (3), 287-303 (2004).
- Barlow, S. J. Identifying the brain regions associated with acute spasticity in patients diagnosed with an ischemic stroke. Somatosensory and Motor Research. 33 (2), 1-8 (2016).
- Roth, S., Liesz, A. Stroke research at the crossroads – where are we heading. Swiss Medical Weekly. 146, 14329 (2016).
- Feuerstein, G. Z., Wang, X. Animal models of stroke. Molecular Medicine Today. 6 (3), 133-135 (2000).
- Herson, P. S., Traystman, R. J. Animal models of stroke: translational potential at present and in 2050. Future Neurology. 9 (5), 541-551 (2014).
- Kumar, A., Gupta Aakriti, V. A review on animal models of stroke: an update. Brain Research Bulletin. 122, 35-44 (2016).
- O’Collins, V. E., Donnan, G. A., Howells, D. W. History of animal models of stroke. International Journal of Stroke. 6 (1), 77-78 (2011).
- Ji, S., et al. Bioactive constituents of Glycyrrhiza uralensis (licorice): discovery of the effective components of a traditional herbal medicine. Journal of Natural Products. 79 (2), 281-292 (2016).
- Yang, R., Wang, L. Q., Yuan, B. C., Liu, Y. The pharmacological activities of licorice. Planta Medica. 81 (18), 1654-1669 (2015).
- Yang, R., Yuan, B. C., Ma, Y. S., Zhou, S., Liu, Y. The anti-inflammatory activity of licorice, a widely used Chinese herb. Pharmaceutical Biology. 55 (1), 5-18 (2017).
