Epigallocatechin‑3‑Gallate Memperbaiki Pengumpulan Besi Dan Apoptosis Serta Menggalakkan Penjanaan Semula Neuron dan Memori/ Fungsi Kognitif dalam Hippocampus Disebabkan Oleh Pendedahan Kepada Persekitaran Hipoksia Ketinggian Tinggi Kronik

Abstrak

Kami berhasrat untuk meneroka kesan perlindungan dan mekanisme rawatan berpotensi Epigallocatechin-3-gallate (EGCG) dalam model haiwan pendedahan kronik dalam persekitaran hipoksia altitud tinggi (HAH) semula jadi. Perubahan tingkah laku dinilai dengan ujian maze air Morris. Pengumpulan besi dalam hippocampus telah dikesan dengan menggunakan pewarnaan Perl yang dipertingkatkan DAB, MRI, qPCR, dan kolorimetri, masing-masing. Tekanan oksidatif (malondialdehyde, MDA), apoptosis (Caspase-3), dan penjanaan semula saraf (faktor neurotropik yang berasal dari otak, BDNF) telah dikesan dengan menggunakan ELISA dan western blotting. Perubahan ultrastruktur saraf dinilai oleh mikroskop elektron penghantaran (TEM).

Hubungan antara apoptosis dan ingatan sentiasa menjadi salah satu topik hangat ahli sains saraf. Apoptosis merujuk kepada proses kematian sel yang teratur melalui satu siri mekanisme pengawalseliaan dalaman. Dalam keadaan biasa, apoptosis sel tidak menyebabkan sebarang kemudaratan kepada tubuh manusia, tetapi membantu mengekalkan kesihatan yang baik. Walau bagaimanapun, dalam keadaan patologi tertentu, apoptosis yang tidak terkawal boleh menyebabkan berlakunya pelbagai penyakit.

Pada masa yang sama, ingatan juga telah terbukti berkait rapat dengan apoptosis sel. Sesetengah kajian mencadangkan bahawa apoptosis yang sesuai memainkan peranan penting dalam pembentukan dan penyatuan ingatan. Hubungan ini mengikut peraturan mudah: beberapa neuron yang tidak perlu atau tamat tempoh dibersihkan melalui apoptosis, mewujudkan lebih banyak ruang dan sumber untuk pembentukan neuron baharu dan storan memori. Di samping itu, apoptosis yang sesuai juga boleh melindungi neuron daripada kerosakan dengan menghapuskan protein toksik dalam neuron.

Walau bagaimanapun, jika terdapat apoptosis yang berlebihan atau tidak mencukupi, ia akan menjejaskan fungsi normal ingatan. Apoptosis yang berlebihan boleh menyebabkan kehilangan neuron yang berlebihan, yang membawa kepada kehilangan ingatan. Sebaliknya, jika apoptosis tidak mencukupi untuk membersihkan neuron dan sel yang tidak diperlukan, sel-sel ini akan menggunakan ruang dan sumber yang terlalu terhad, yang juga boleh menyebabkan kemerosotan ingatan. Oleh itu, adalah perlu untuk mengelakkan apoptosis yang berlebihan atau tidak mencukupi sambil mengekalkan tahap normal apoptosis.

Apoptosis ialah proses biologi yang kompleks dengan banyak faktor yang mempengaruhi. Walaupun hubungan dengan ingatan tidak difahami sepenuhnya, fenomena ini membolehkan kita memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang sistem saraf dan membuka jalan baru untuk meningkatkan ingatan. Ringkasnya, menguasai apoptosis yang sesuai adalah penting untuk kesihatan ingatan. Dapat dilihat bahawa kita perlu meningkatkan daya ingatan. Cistanche deserticola boleh meningkatkan daya ingatan dengan ketara kerana Cistanche deserticola ialah bahan perubatan tradisional Cina dengan banyak kesan unik, salah satunya adalah untuk meningkatkan daya ingatan. Keberkesanan daging cincang berasal dari pelbagai bahan aktif yang terkandung di dalamnya, termasuk asid, polisakarida, flavonoid, dll. Bahan-bahan ini boleh menggalakkan kesihatan otak dalam pelbagai cara.

Klik tahu cara untuk meningkatkan fungsi otak

Keputusan menunjukkan bahawa prestasi pembelajaran dan ingatan tikus menurun apabila terdedah kepada persekitaran HAH. Ia diikuti oleh pengumpulan zat besi, metabolisme zat besi yang tidak berfungsi, pengurangan BDNF dan peningkatan pengawalseliaan MDA dan Caspase-3. TEM mengesahkan perubahan ultrastruktur dalam neuron dan mitokondria. EGCG mengurangkan kemerosotan kognitif akibat HAH, pemendapan besi, tekanan oksidatif, dan apoptosis serta menggalakkan penjanaan semula neuron terhadap kecederaan saraf pengantaraan HAH kronik.

Kata kunci
Ketinggian tinggi · Hipoksia · Pemetaan kecenderungan kuantitatif · Pengumpulan besi · Campur tangan dadah.

pengenalan
Aktiviti manusia di kawasan altitud tinggi (lebih daripada 3000 m) baru-baru ini meningkat dengan ketara [1]. Di antara 140 juta orang di seluruh dunia yang tinggal secara kekal di altitud tinggi [2, 3] dan lain-lain untuk pelancongan atau mempertahankan sempadan, 5-10% berisiko mendapat penyakit gunung kronik yang dicirikan oleh erythrocytosis berlebihan dan hipoksemia teruk [4, 5] . Otak, sebagai salah satu organ yang paling banyak memakan oksigen, sensitif terhadap hipoksia [6]. Selain itu, hipoksia altitud tinggi (HAH) sangat mengganggu integriti struktur neuron utama dan morfologi mitokondria dalam hippocampus [7]. Gejala yang disebabkan oleh pendedahan kronik kepada persekitaran HAH termasuk sakit kepala, pening, gangguan tidur, keletihan, dan kekurangan tumpuan mental [5, 8, 9]. Tambahan pula, HAH juga boleh mencetuskan disfungsi neurokognitif seperti pembelajaran spatial, ingatan, dan mood [10]. Rawatan kecederaan saraf yang disebabkan oleh HAH telah menjadi tumpuan perhatian dalam bidang perubatan ketinggian tinggi [11, 12].

Adalah sangat penting untuk mencari formulasi yang sesuai untuk pencegahan kecederaan otak yang disebabkan oleh HAH. Daun teh hijau mengandungi (−)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG) (50–60%), (−)-epigallocatechin (EGC) (15–20%), (−)-epicatechin-3- gallate (ECG) (10–15%) dan (−)-epicatechin (EC) (5–10%) [13, 14]. EGCG, yang dilaporkan lebih banyak terdapat dalam daun teh hijau (7.1 g setiap 100 g) berbanding teh oolong (3.4 g setiap 100 g) dan daun teh hitam (1.1 g setiap 100 g) [15], mempunyai sifat antioksidan yang kuat kerana kepada lapan kumpulan hidroksil dan dua kumpulan triphenolik dalam struktur asasnya [16, 17]. Di samping itu, ia telah ditunjukkan untuk dapat menyeberangi penghalang darah-otak dan mencapai parenchyma otak dalam kajian haiwan [18, 19]. Terdapat beberapa laporan mengenai mekanisme neuroprotektif EGCG seperti sifat chelation logam, penindasan tekanan oksidatif, keradangan, apoptosis, dan pecutan penjanaan semula saraf [20-22]. Zhang et al. mengkaji kesan EGCG pada banyak penyakit dan menunjukkan bahawa EGCG melindungi sel neuron dengan mendorong autophagy. Mereka juga merumuskan bahawa sifat anti-radang dan antioksidan EGCG adalah penting untuk peranan perlindungannya dalam penyakit sistem saraf pusat [23].

Walau bagaimanapun, beberapa kajian telah melaporkan kesan neuroprotektif EGCG terhadap kecederaan saraf pengantara HAH kronik. Untuk mengisi jurang ini, dalam kajian ini, kami menubuhkan model tikus pendedahan kronik kepada persekitaran HAH semula jadi dalam percubaan untuk mengesahkan mekanisme rawatan berpotensi EGCG. Tambahan pula, kami menggunakan pemetaan kerentanan kuantitatif (QSM), oleh MRI gradient-echo pada 7 T, yang boleh mengatasi kesan bukan tempatan medan magnet dan menyediakan mekanisme kontras untuk tisu dalam vivo, untuk mengukur kandungan besi otak [24].
Bahan dan Kaedah

Haiwan

Sebanyak 120 ekor tikus jantan Sprague–Dawley seberat 130–150 g diperoleh daripada Chengdu Dashuo Laboratory Animal Co., Ltd. Mereka disimpan di dalam rumah haiwan pada suhu 18–22 darjah dalam kitaran cahaya/gelap 12 jam dengan makanan dan air disediakan secara ad libitum. Semua prosedur yang dilakukan ke atas haiwan telah diluluskan oleh Jawatankuasa Penjagaan dan Penggunaan Haiwan Hospital China Barat.

Reka Bentuk Kajian

Tikus secara rawak dan dibahagikan kepada empat kumpulan. Tikus dalam kumpulan hipoksia dan kumpulan h-EGCG diberi makan dan ditempatkan di Yushu, China pada ketinggian 4500 m. Tikus dalam kumpulan altitud normal (kumpulan n) dan kumpulan n-EGCG diberi makan di Chengdu, China pada ketinggian 500 m. Tikus-tikus tersebut diberi makanan biasa selama sebulan, diikuti dengan rawatan yang berbeza. (1) Kumpulan hipoksia: tikus disuntik secara intraperitoneal setiap hari dengan garam fisiologi (0.9%) selama satu bulan. (2) Kumpulan h-EGCG: tikus disuntik secara intraperitoneal setiap hari dengan 50 mg/kg EGCG (ketulenan, 98%; Cas, 989-51-5; Sigma-Aldrich; disimpan pada 4 darjah ) selama satu bulan. (3) kumpulan n: tikus disuntik secara intraperitoneal setiap hari dengan garam fisiologi (0.9%) selama satu bulan. (4) Kumpulan n-EGCG: tikus disuntik secara intraperitoneal setiap hari dengan 50 mg/kg EGCG selama satu bulan.

EGCG (5 mg/mL) telah dilarutkan dalam air pada nisbah 1:1. Isipadu yang disuntik ke dalam tikus ditentukan oleh berat tikus, yang mencapai jumlah suntikan akhir 50 mg/kg. Selepas rawatan itu, beberapa tikus digunakan untuk ujian maze air Morris (n=10 untuk setiap kumpulan) dan analisis MRI otak (n=10 untuk setiap kumpulan). Beberapa tikus lain telah dikorbankan dan tisu otak dikumpul untuk pewarnaan Perls yang dipertingkatkan DAB (n=3 untuk setiap kumpulan), untuk pembongkaran Barat, penilaian biokimia dan ujian qPCR (n=6 untuk setiap kumpulan) , dan ujian mikroskop elektron penghantaran (n=1 untuk setiap kumpulan).

Eksperimen Tingkah Laku

Morris water maze (MWM) telah dijalankan seperti yang diterangkan sebelum ini untuk menganalisis pembelajaran dan ingatan tikus [25], ia dilakukan di lokasi yang sama di mana tikus ditempatkan. MWM terdiri daripada kolam keluli bulat (diameter 160 cm, ketinggian 60 cm, dan kedalaman 31 cm) diisi dengan air pada paras 1 cm di atas bahagian atas platform (diameter 10 cm dan kedalaman 30 cm ). Suhu air dikekalkan pada 22±2 darjah dan legap dengan dakwat hitam cemerlang. Platform itu telah ditetapkan di salah satu daripada empat kuadran yang ditubuhkan semasa latihan selama empat hari berturut-turut. Perbicaraan berakhir sebaik sahaja tikus sampai ke platform. Kependaman melarikan diri telah direkodkan. Jika tikus gagal mencapai platform dalam masa 60 saat, mereka kemudiannya dibimbing secara manual ke platform dan dibenarkan kekal di atasnya selama 15 saat. Pada hari kelima, selepas pelantar dikeluarkan, tikus memasuki kuadran bertentangan dengan pelantar asal. Seterusnya, bilangan lintasan platform dan laluan pergerakan direkodkan dalam masa 60 saat.

Protokol MRI

QSM telah dinilai oleh MRI, yang telah dilaporkan dalam kajian terdahulu [26].MRI telah dilakukan pada pengimbas 7 Tesla (BioSpec 70/30, Bruker, Jerman). Urutan gema (GRE) berbilang kecerunan gema tiga dimensi (3D) telah digunakan untuk QSM. Parameter percubaan telah ditetapkan seperti berikut: masa ulangan (TR)=60 ms, sudut fip=15 darjah , ketebalan kepingan=23 mm, saiz matriks pemerolehan=256×256, medan pandangan (FOV)=32 mm×32 mm, masa gema gema pertama (TE1)=5 ms, jarak gema (ΔTE)=5.77 ms, bilangan gema{{19 }} dan lebar jalur=50 kHz. Kedua-dua imej magnitud dan fasa telah disimpan untuk pembinaan semula QSM. Terdapat tiga langkah dalam algoritma pemetaan QSM yang dilakukan dengan MATLAB R2014a (The Math Works, Natick, MA), membuka bungkus fasa, mengalih keluar medan latar belakang dan menjana peta kerentanan daripada medan tisu.

Penyediaan Tisu

Tikus dalam setiap kumpulan diberikan secara intraperitoneal 10% chloral hydrate untuk anestesia dalam (1.5 mg/kg) dan kemudian diserap secara transkardi dengan garam ais sejuk (kira-kira 30 minit) oleh pam peristaltik (BT100-2 J, LongerPump, Shanghai, China). Untuk pewarnaan Perls yang dipertingkatkan DAB, otak telah dibedah dan selepas ditetapkan dalam 2.5% paraformaldehid semalaman pada 4 darjah . Keesokan harinya, bahagian koronal diambil dari hippocampus untuk pewarnaan. Untuk penentuan lain selain daripada imunohistokimia, hippocampus telah dilucutkan dengan cepat di atas ais dan disimpan pada 80 darjah .

Pewarnaan Perls DAB Dipertingkatkan

Pewarnaan Perls yang dipertingkatkan DAB digunakan untuk mengesan pengumpulan besi selular [27]. Bahagian tisu otak direndam dalam air suling selama 3 minit dan kemudian diinkubasi dengan larutan Perls yang baru disediakan (2% kalium ferrocyanide/2% asid hidroklorik) selama 30 min, diikuti dengan garam penimbal fosfat (PBS) membasuh. Aktiviti peroksidase endogen telah disekat dengan larutan hidrogen peroksida 0.3% dalam metanol selama 15 minit, diikuti dengan 3 pencucian dalam PBS. Isyarat telah dibangunkan melalui pengeraman selama 3 minit dalam 3,3-diaminobenzidine (DAB) dan hematoxylin (Sigma-Aldrich) digunakan untuk pewarnaan balas.

Penilaian Biokimia

Hippocampus diasingkan dan dikacau sama rata untuk mendapatkan homogenat 10% yang kemudiannya disentrifugasi pada 30,000–40,000 RPM selama 10 minit untuk mendapatkan supernatan untuk menganggarkan besi hippocampal oleh kit kolorimetrik (E-BCK139S, Elabscience, Wuhan, China), dan malondialdehid (MDA) telah dikesan dalam supernatan dengan menggunakan kit ELISA (Elabscience, Wuhan, China).

Barat Blotting

Kepekatan protein ditentukan menggunakan kit asid bicinchoninic (BCA, Biosharp, Beijing, China). Protein dipisahkan oleh 12% SDS-PAGE dan kemudian dipindahkan ke membran polivinilidena fluorida (PVDF). Yang terakhir disekat selama 2 jam pada suhu bilik dalam susu tepung skim 5% yang dicairkan dengan penimbal dan kemudian diinkubasi dengan antibodi primer semalaman pada suhu 4 darjah , termasuk caspase anti-cleaved arnab-3 (1:1000 , Affinity Biosciences, Jiangsu, China), arnab anti-otak-derived neurotrophic factor (BDNF) (1:1000, Affinity Biosciences, Jiangsu, China) dan arnab anti-Actin (1:5000, Affinity Biosciences, Jiangsu, China). Keesokan harinya, membran dicuci tiga kali dengan TBST selama 5 minit setiap kali, dan kemudian diinkubasi dengan larutan antibodi sekunder anti-arnab kambing berlabel HRP (1:10,000, Servicebio, Wuhan, China) selama 1 jam, dan dicuci. tiga kali selama 5 min.

PCR Masa Nyata Kuantitatif

Kit Pengasingan RNA Jumlah Haiwan (Foregene), 5×All-In-One MasterMix (dengan kit Penyingkiran DNA Genomik AccuRT) (abm), dan EvaGreen Express2×qPCR MasterMix-Tanpa Pewarna (abm) telah digunakan mengikut arahan pengeluar. Pasangan primer khusus adalah seperti berikut: Fpn, primer hadapan, 5ʹ-CACCACAGGATATGCTTACAC TCAGG-3ʹ; primer terbalik, 5ʹ-GAGAACAGACCAGTC CGAACAAGG-3ʹ; b-aktin, primer hadapan, 5ʹ-TGTCAC CAACTGGGACGATA-3ʹ; primer terbalik: 5ʹ-GGGGTG TTGAAGGTCTCAAA-3ʹ. Tahap mRNA Fpn bagi setiap sampel telah dinormalisasikan kepada mRNA b-actin.

Mikroskopi Elektron Penghantaran (TEM)

Hippocampi telah difiksasi selepas 2.5% cecair pegun mikroskop elektron glutaraldehid dan kemudiannya didehidrasi dalam larutan aseton pada kepekatan yang semakin meningkat dan dibenamkan dengan Epox 812. Kemudian, bahagian tersebut diwarnakan dengan uranil asetat dan plumbum sitrat. Imej ultrastruktur dalam medan CA3 hippocampus kemudiannya ditangkap dengan mikroskop elektron penghantaran (TEM) dengan JEM-1400-FLASH (JEOL, Tokyo, Jepun).

Kaedah Statistik

Data dibentangkan sebagai sisihan piawai min (SD). Pembolehubah yang memenuhi syarat ujian parametrik dinilai dengan menggunakan ujian-t Welch, analisis varians pengukuran berulang sehala atau dua hala (ANOVA), diikuti dengan ujian perbandingan berganda Tukey. Pembolehubah yang tidak memenuhi syarat ujian parametrik telah dinilai dengan menggunakan ujian Mann-Whitney U, ujian Kruskal-Wallis, atau Welch dan Brown-Forsythe ANOVA. Nilai P<0.05 was considered statistically significant. Statistical analysis and figures were obtained by GraphPad Prism Version 9.0 (GraphPad Software, CA, USA).

Keputusan

Kesan EGCG terhadap Pembelajaran dan Ingatan dalam Tikus yang Terdedah kepada HAH Kronik

Untuk mengesahkan sama ada EGCG mempunyai kesan ke atas pembelajaran spatial dan prestasi ingatan tikus yang terdedah kepada HAH kronik, ujian MWM telah dilakukan. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1A, bilangan lintasan platform oleh kumpulan hipoksia menurun dengan ketara (P< 0.001, vs. the n group). The treatment of EGCG did not affect the number of crossings of rats in either the normal altitude group (n group vs. n-EGCG group, P>{{0}}.05) atau kumpulan HAH (kumpulan hipoksia lwn. kumpulan h-EGCG, P > 0.05). Seterusnya, kependaman melarikan diri dikira sebagai masa yang diambil oleh tikus untuk sampai ke pelantar tersembunyi (Rajah 1B). Keputusan menunjukkan bahawa pada hari kedua hingga keempat latihan, kependaman melarikan diri tikus dalam kumpulan hipoksia meningkat dengan ketara (semua nilai P<0.01, vs. the n group). Moreover, the h-EGCG group showed reduced escape latency than that in the hypoxia group (all P values<0.05). Also, the swimming speed and distance in MWM were measured. No significant difference was found among these four groups at different time points (All P values>0.05, Rajah 1C). Kemudian, kami mendapati bahawa kelajuan berenang tikus dalam kumpulan hipoksia berkurangan jika dibandingkan dengan kumpulan n pada hari kedua dan hari ketiga (semua nilai P<0.01, Fig. 1D). Also, the swimming speed of rats in h-EGCG group was higher than that in hypoxia group (all P values<0.05, Fig. 1D).

Pewarnaan Perls DAB Dipertingkatkan

Selepas 8 minggu pendedahan HAH kronik, besi meningkat dengan ketara di kawasan CA1 dan CA3 hippocampus otak berbanding dengan kumpulan n (Semua nilai P<0.01). After EGCG intervention, iron accumulation in CA3 and CA1 of the hippocampus was reduced compared to that of the hypoxia group (P<0.0001, P<0.001, respectively; Fig. 2).

Perubahan Kecenderungan Magnetik di Kawasan Hippocampal

Nilai kerentanan dalam hippocampus meningkat dengan ketara selepas pendedahan HAH berbanding dengan kumpulan n (P<0.0001, Fig. 3A). After EGCG intervention, the values decreased compared to those of the hypoxia group (P<0. 0001, Fig. 3A).

Kesan EGCG pada Tekanan Oksidatif Hippocampal, Besi dan Fpn
Berbanding dengan kumpulan n, kandungan MDA dan besi kumpulan hipoksia telah dinaikkan (P<0.05, Fig. 3B, C). EGCG treatment reduced the levels of MDA and iron, indicating that alleviation of oxidative stress may facilitate EGCG to play a protective role in chronic HAH-induced brain injury in rats. To understand the mechanisms by which brain iron contents were changed by HAH, we further examined the mRNA expression of hippocampal Fpn and found that the Fpn decreased in the hypoxia group and increased in the h-EGCG group (P < 0.01, P < 0.05, respectively, Fig. 3D).

Keputusan Western Blotting

Kami menilai kesan EGCG pada tahap Caspase{{0}} dan BDNF. Analisis Western blotting (WB) menunjukkan ekspresi Caspase-3 yang lebih tinggi dan ekspresi BDNF yang lebih rendah dalam hippocampus kumpulan hipoksia berbanding dalam kumpulan n (semua nilai P < 0.0001, Rajah 4). Selain itu, rawatan EGCG mengurangkan tahap Caspase-3 dan meningkatkan tahap BDNF (semua nilai P<0.0001, Fig. 4).

Perubahan Ultrastruktur Neural

Selepas 2 bulan pendedahan HAH kronik, mitokondria dalam CA3 hippocampal kumpulan hipoksia menjadi bengkak akibat pengurangan atau pecahnya rabung. Selain itu, tikus kumpulan hipoksia menunjukkan kromatin nuklear pekat, pengecutan nuklear, pembengkakan retikulum endoplasma yang tinggi, peningkatan lisosom, dan peningkatan ketumpatan elektron. Selepas rawatan dengan EGCG, pembengkakan mitokondria, pembubaran kristal mitokondria, dan ketumpatan elektron berkurangan dengan ketara berbanding kumpulan hipoksia (Rajah 5).

Perbincangan

Dalam kajian ini, kami mendapati bahawa rawatan dengan EGCG telah meningkatkan kebolehan pembelajaran, ingatan dan penerokaan spatial tikus kumpulan hipoksia dan mengurangkan kecederaan saraf hippocampal yang disebabkan oleh pendedahan kronik kepada persekitaran HAH. Selain itu, kami juga mendapati bahawa, walaupun terdapat peningkatan yang ketara dalam semua penunjuk selepas rawatan EGCG, penunjuk ini jarang kembali ke tahap hipoksia normal.

Kajian terdahulu mendapati bahawa EGCG mempunyai beberapa kesan ke atas pelbagai jenis pembelajaran dan model gangguan ingatan [28, 29]. Safar et al. mendapati bahawa EGCG boleh meningkatkan ingatan tikus yang dirawat morfin [30]. Selaras dengan keputusan mereka, dalam kajian kami, selepas campur tangan harian dengan 50 mg/kg EGCG pada tikus yang terdedah secara kronik kepada HAH, kebolehan pembelajaran, ingatan, dan penerokaan ruang subjek telah bertambah baik, menunjukkan bahawa EGCG mungkin memperbaiki pembelajaran dan gangguan ingatan pada altitud tinggi.

Banyak kajian telah menunjukkan bahawa pengeluaran zat besi yang berlebihan dalam otak mempunyai kesan neurotoksik kerana ia menyumbang kepada kerosakan oksidatif [31]. Dalam kajian ini, pengumpulan besi telah dikesan oleh MRI, pewarnaan imunohistokimia, dan penilaian biokimia. Di samping itu, FPN, sebagai satu-satunya protein eksport besi multitransmembrane yang diketahui dalam sel mamalia, telah dinilai dengan PCR. Nilai kerentanan, sel positif DAB meningkatkan pewarnaan Perls dan kandungan besi hippocampal meningkat dalam kumpulan hipoksia dan menurun dalam kumpulan h-EGCG manakala ekspresi FPN menunjukkan arah aliran yang bertentangan. Oleh itu, kami membuat kesimpulan bahawa pengumpulan besi yang disebabkan oleh HAH mungkin berlaku melalui perencatan pengeluaran besi melalui pengurangan dalam ekspresi FPN.

MDA ialah produk akhir peroksidasi lipid [32, 33], dan boleh digunakan sebagai penunjuk peroksidasi. Kajian terdahulu telah menunjukkan bahawa tekanan oksidatif boleh meningkat dengan peningkatan ketinggian [34]. Kajian kami juga mendedahkan bahawa kepekatan MDA meningkat dengan ketara pada altitud tinggi. Selain itu, kami menganalisis ungkapan Caspase-3 dan BDNF. Caspase-3 ialah pemula dan pelaku enzim pembelahan terminal dan apoptosis yang paling penting [35], manakala BDNF, sebagai neurotropin, yang boleh mengawal kelangsungan hidup dan pembezaan neuron serta meningkatkan penghantaran sinaptik [36], menggalakkan penjanaan semula. Lin et al. melaporkan bahawa hipoksia boleh meningkatkan tahap Caspase-3 dan mendorong apoptosis dalam neuron hippocampal [37]. Lee et al. melaporkan bahawa selepas 3 minit iskemia global dalam gerbil, EGCG menghalang kematian sel hippocampal yang disebabkan oleh iskemia [38]. Dalam kajian kami, kami juga mendapati bahawa EGCG menurunkan tahap protein proapoptotik, Caspase-3 dan meningkatkan ekspresi BDNF.

Kerosakan dan disfungsi struktur mitokondria adalah ciri patologi penting dalam otak di bawah hipoksia [39]. Dalam kajian kami, pemerhatian ultrastruktur mengesan kehadiran pewarnaan dalam, pembengkakan mitokondria, dan kehilangan kristal dalam neuron hippocampal di bawah HAH, manakala neuron hippocampal selepas rawatan EGCG dilindungi dengan ketara daripada kecederaan ini seperti karyopyknosis. Iwona Zwolak merumuskan bahawa EGCG boleh melindungi daripada ketoksikan logam berat dengan memelihara potensi membran mitokondria dan meningkatkan fungsi antioksidan dan pernafasan mitokondria [40]. Kami mengesyaki bahawa mekanisme ini juga mungkin terdapat dalam peranan perlindungan EGCG pada pendedahan otak kepada persekitaran HAH. Kesimpulannya, EGCG boleh mengurangkan pengumpulan besi, menurunkan tahap tekanan oksidatif, dan apoptosis, dan menggalakkan penjanaan semula neuron, sekali gus memperbaiki kerosakan otak tikus yang disebabkan oleh pendedahan kronik kepada hipoksia altitud tinggi. Oleh itu, ia berpotensi untuk berfungsi sebagai ubat baru untuk merawat dan mencegah penyakit gunung kronik.

Ucapan terima kasih

Kami ingin merakamkan ucapan terima kasih yang tulus kepada Kemudahan Teras Hospital China Barat, Universiti Sichuan, Chengdu, China, kerana memberikan kami kemudahan dan bantuan seperti ujian medan terbuka dan ujian maze air Morris yang digunakan dalam kajian ini.

Sumbangan Pengarang

CC dan HC mengandung, mereka bentuk serta melaksanakan kajian ini; CC memproses data dan merangka manuskrip; JC mengubah suai manuskrip; BL, BH, YW, DZ dan YQ membantu dalam melaksanakan eksperimen dan FG bertanggungjawab untuk semua proses.

Pembiayaan

Kajian ini disokong oleh Yayasan Sains Semula Jadi Kebangsaan China (No. 81930046, 81771800, dan 81829003).

Ketersediaan Data

Set data yang dijana semasa dan/atau dianalisis semasa kajian semasa tersedia daripada pengarang yang sepadan atas permintaan yang munasabah.

Pengisytiharan

Konflik kepentingan

Penulis tidak mempunyai kepentingan kewangan atau bukan kewangan yang relevan untuk didedahkan.

Kelulusan Etika

Kajian ini dilakukan selaras dengan prinsip Deklarasi Helsinki. Kelulusan telah diberikan oleh Jawatankuasa Etika Haiwan Eksperimen Hospital China Barat, Universiti Sichuan, Chengdu, China.

Buka Akses

Artikel ini dilesenkan di bawah Creative Commons Atribusi 4.0 Lesen Antarabangsa, yang membenarkan penggunaan, perkongsian, penyesuaian, pengedaran dan pengeluaran semula dalam mana-mana medium atau format, selagi anda memberikan kredit yang sewajarnya kepada pengarang asal ) dan sumbernya, berikan pautan kepada lesen Creative Commons, dan nyatakan jika perubahan telah dibuat. Imej atau bahan pihak ketiga lain dalam artikel ini disertakan dalam lesen Creative Commons artikel itu melainkan dinyatakan sebaliknya dalam garis kredit kepada bahan tersebut. Jika bahan tidak disertakan dalam lesen Creative Commons artikel dan penggunaan anda yang dimaksudkan tidak dibenarkan oleh peraturan berkanun atau melebihi penggunaan yang dibenarkan, anda perlu mendapatkan kebenaran terus daripada pemegang hak cipta.

Rujukan

1. Jain V (2016) Makanan otak di altitud tinggi. Adv Neurobiol 12:307– 321. https://doi.org/10.1007/978-3-319-28383-8_16

2. Singh LC (2017) Dermatologi ketinggian tinggi. Indian J Dermatol 62:59–65. https://doi.org/10.4103/0019-5154.198050

3. Shi J, Wang J, Zhang J, Li X, Tian X, Wang W, Wang P, Li M (2020) Polisakarida yang diekstrak daripada Potentilla anserina L membaiki kerosakan otak akibat hipoksia hipobarik akut pada tikus. Phytother Res 34:2397–2407. https://doi.org/10.1002/ptr.6691

4. Leon-Velarde F, Maggiorini M, Reeves JT, Aldashev A, Asmus I, Bernardi L, Ge RL, Hackett P, Kobayashi T, Moore LG, Penaloza D, Richalet JP, Roach R, Wu T, Vargas E, Zubieta -Castillo G, Zubieta-Calleja G (2005) Kenyataan konsensus mengenai penyakit altitud tinggi kronik dan subakut. High Alt Med Biol 6:147–157.https://doi.org/10.1089/ham.2005.6.147

5. Villafuerte FC, Corante N (2016) Penyakit gunung kronik: aspek klinikal, etiologi, pengurusan, dan rawatan. High Alt Med Biol 17:61–69. https://doi.org/10.1089/ham.2016.0031

6. Germuska M, Chandler HL, Stickland RC, Foster C, Fasano F, Okell TW, Steventon J, Tomassini V, Murphy K, Wise RG (2019) Pengukuran fMRI dwi-kalibrasi bagi kadar metabolik serebrum mutlak penggunaan oksigen dan berkesan peresapan oksigen. Neuroimage 184:717–728. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2018. 09.035

7. Maiti P, Singh SB, Mallick B, Muthuraju S, Ilavazhagan G (2008) Kemerosotan ingatan ketinggian tinggi adalah disebabkan oleh apoptosis neuron dalam hippocampus, korteks, dan striatum. J Chem Neuroanat 36:227– 238. https://doi.org/10.1016/j.jchemneu.2008.07.003

8. Turner CE, Barker-Collo SL, Connell CJ, Gant N (2015) Pernafasan gas hipoksik akut sangat menjejaskan kognisi dan pembelajaran tugasan pada manusia. Kelakuan Fiziol 142:104–110. https://doi.org/10. 1016/j.physbeh.2015.02.006

9. McMorris T, Hale BJ, Barwood M, Costello J, Corbett J (2017) Kesan hipoksia akut pada kognisi: kajian sistematik dan analisis meta-regresi. Neurosci Biobehav Rev 74:225–232.https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2017.01.019

10. Wilson MH, Newman S, Imray CH (2009) Kesan serebrum dari pendakian ke altitud tinggi. Lancet Neurol 8:175–191. https://doi. org/10.1016/S1474-4422(09)70014-6

11. Hu S, Shi J, Xiong W, Li W, Fang L, Feng H (2017) Oxiracetam atau rangsangan nukleus fastigial mengurangkan kecederaan kognitif pada altitud tinggi. Kelakuan Otak 7:e00762. https://doi.org/10.1002/brb3.762

12. Zhang XY, Zhang XJ, Xv J, Jia W, Pu XY, Wang HY, Liang H, Zhuoma L, Lu DX (2018) Crocin melemahkan defisit kognitif akibat hipoksia hipobarik akut tikus. Eur J Pharmacol 818:300–305. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2017.10.042

13. Graham HN (1992) Komposisi teh hijau, penggunaan, dan kimia polifenol. Sebelumnya Med 21:334–350. https://doi.org/10. 1016/0091-7435(92)90041-f 14. Musial C, Kuban-Jankowska A, Gorska-Ponikowska M (2020) Sifat berfaedah katekin teh hijau. Int J Mol Sci. https:// doi.org/10.3390/ijms21051744

15. Eng QY, Thanikachalam PV, Ramamurthy S (2018) Pemahaman molekul Epigallocatechin gallate (EGCG) dalam penyakit kardiovaskular dan metabolik. J Ethnopharmacol 210:296–310.

For more information:1950477648nn@gmail.com