Le polysaccharide de Lycium Barbarum améliore les fonctions cognitives chez le modèle de souris atteintes de la maladie d'Alzheimer induite par ICV-STZ en améliorant la plasticité structurelle synaptique et en régulant la voie de signalisation IRS1/PI3K/AKT

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Maladie d'Alzheimer ICV-STZ résistance à l'insuline neurodégénérescence synapse

Étude sur l’amélioration de la fonction cognitive chez les souris modèles de la maladie d’Alzheimer induites par ICV-STZ par les polysaccharides de Lycium Barbarum

Contexte de recherche

La maladie d’Alzheimer (MA) est la maladie neurodégénérative du système nerveux central la plus courante, caractérisée par des troubles cognitifs progressifs, une altération de la mémoire, des changements de personnalité et des troubles affectifs. Sur le plan pathologique, la MA se caractérise par une dégénérescence des neurones et des synapses, ainsi que par des plaques extracellulaires composées de peptides bêta-amyloïdes (Aβ) agrégés et des enchevêtrements neurofibrillaires intracellulaires composés de protéines Tau hyperphosphorylées. Outre les facteurs pathologiques connus de la MA, de plus en plus de preuves suggèrent que le métabolisme du glucose/énergie cérébral et la résistance à l’insuline augmentent également significativement le risque de démence.

La résistance à l’insuline cérébrale est considérée comme une mauvaise signalisation des récepteurs de l’insuline, une diminution des niveaux d’insuline dans le cerveau et/ou une diminution du transport et de l’utilisation de l’insuline. Cet état de résistance à l’insuline entraîne des changements dans l’utilisation et le métabolisme de l’énergie du cerveau, conduisant finalement à des symptômes pathologiques similaires à ceux de la MA, tels qu’une diminution de la plasticité synaptique, une accumulation d’Aβ et une augmentation de la phosphorylation de la protéine Tau.

Objectif de l’étude

Cette étude vise à clarifier le mécanisme thérapeutique des polysaccharides de Lycium barbarum (LBP) sur les souris modèles de la maladie d’Alzheimer ICV-STZ par la régulation de la résistance à l’insuline, de la voie de signalisation IRS1/PI3K/Akt et de l’expression des protéines synaptiques.

Méthodologie de recherche

Modèle animal

Les sujets de l’étude étaient des souris mâles C57BL/6J âgées de trois mois, réparties comme suit : - Groupe contrôle : injection ICV-ACSF - Groupe modèle : ICV-STZ (3mg/kg) - Groupe LBP à faible dose : ICV-STZ + LBP à faible dose (50mg/kg) - Groupe LBP à dose moyenne : ICV-STZ + LBP à dose moyenne (100mg/kg) - Groupe LBP à forte dose : ICV-STZ + LBP à forte dose (200mg/kg) - Groupe Donepezil : ICV-STZ + Donepezil (0,75mg/kg)

Expériences comportementales

Le labyrinthe en Y et le labyrinthe aquatique de Morris ont été utilisés pour évaluer les capacités d’apprentissage spatial et de mémoire des souris, tandis que les expériences de Step-through et Step-down ont été utilisées pour évaluer les capacités d’apprentissage et de mémoire à court terme. Les résultats ont montré que le LBP peut améliorer significativement la fonction cognitive des souris ICV-STZ.

Analyse histologique

Des colorations de Nissl et de Thioflavine-T ont été réalisées dans divers groupes de souris pour évaluer les changements morphologiques du tissu cérébral et les dépôts d’Aβ. Les résultats de la coloration de Nissl ont montré que le LBP peut atténuer les dommages à la morphologie et à la survie des neurones dans le tissu hippocampique des souris ICV-STZ ; les résultats de la coloration à la Thioflavine-T ont montré que le LBP peut réduire les dépôts de plaques Aβ dans le tissu cérébral des souris ICV-STZ.

Analyse de l’expression des protéines

Le Western Blot a été utilisé pour détecter l’expression de certaines protéines clés dans l’hippocampe et le cortex des souris ICV-STZ. Les résultats ont montré qu’après le traitement par LBP, les niveaux de phosphorylation de la protéine Tau aux sites ser199, thr205, ser396 et ser404 dans le cortex et l’hippocampe étaient significativement réduits.

Résultats et discussion

Amélioration de la fonction cognitive

  • Capacités d’apprentissage et de mémoire spatiale : Les résultats du labyrinthe en Y et du labyrinthe aquatique de Morris ont montré que, par rapport au groupe ICV-STZ, les souris traitées avec toutes les doses de LBP présentaient une amélioration significative, le groupe à haute dose étant le plus remarquable.
  • Capacité de mémoire à court terme : Les expériences de Step-through et Step-down ont montré que le LBP et le Donepezil peuvent améliorer significativement la capacité de mémoire à court terme des souris ICV-STZ.

Morphologie du tissu cérébral et dépôts d’Aβ

  • La morphologie des neurones dans l’hippocampe et le cortex des souris du groupe LBP a été significativement améliorée, et les dépôts d’Aβ ont également été réduits.
  • Le tissu cérébral des souris traitées par LBP a montré une structure neuronale plus ordonnée et moins de plaques Aβ positives.

Régulation de l’expression des protéines

  • Phosphorylation de la protéine Tau : Les résultats du Western Blot ont montré que le LBP peut réduire la phosphorylation de la protéine Tau aux sites ser199, thr205, ser396 et ser404 dans le cerveau des souris ICV-STZ, réduisant l’agrégation de la protéine tau et la formation d’enchevêtrements neurofibrillaires.
  • Expression de GSK-3β et PP2A : Par rapport au groupe ICV-STZ, le LBP a augmenté l’expression de GSK-3β aux sites ser9 et tyr216, mais n’a pas eu d’effet significatif sur les niveaux de PP2A.
  • Voie de signalisation IRS1/PI3K/Akt : Le LBP a inhibé l’hyperphosphorylation de la protéine tau dans le cerveau du modèle IC-STZ en régulant la voie de signalisation IRS1/PI3K/Akt et la phosphorylation de la protéine GSK-3β en aval.
  • Protéines synaptiques : Le LBP a augmenté les niveaux d’expression des protéines synaptiques SV2A, SYP, PSD95 et Homer-1, qui jouent un rôle crucial dans le maintien de la morphologie et de la fonction synaptiques.

Conclusion de l’étude

Cette étude fournit des preuves que le LBP peut améliorer les capacités d’apprentissage et de mémoire des souris ICV-STZ, atténuer les lésions pathologiques du tissu cérébral, réduire l’hyperphosphorylation de la protéine Tau en régulant la voie de signalisation IRS1/PI3K/Akt/GSK3β et l’expression des protéines synaptiques, démontrant ainsi l’efficacité potentielle du LBP dans le traitement de la MA. Les recherches futures pourraient explorer d’autres mécanismes neuroprotecteurs du LBP pour démontrer sa valeur dans le traitement de la MA.

Résumé

Cette étude, en examinant systématiquement les effets des polysaccharides de Lycium Barbarum sur les souris atteintes de la maladie d’Alzheimer induites par ICV-STZ, démontre leur grand potentiel en tant que médicament potentiel pour le traitement de la MA. L’étude montre que le LBP peut améliorer significativement la fonction cognitive des souris modèles de la maladie d’Alzheimer en régulant plusieurs voies de signalisation neuronale importantes, en améliorant la morphologie neuronale et en renforçant la fonction synaptique. Les recherches futures devraient continuer à explorer les divers mécanismes et le potentiel d’application du LBP dans les maladies neurodégénératives, s’efforçant de fournir de nouvelles idées et solutions pour la prévention et le traitement de la MA.