Rehman Shafiq Ur, Shah Shahid Ali, Ali Tahir, Chung Jong Il, Kim Myeong Ok
Department of Biology and Applied Life Science (BK 21), College of Natural Sciences (RINS), Gyeongsang National University, Jinju, 660-701, Republic of Korea.
Department of Agronomy, Research Institute of Life Science, Gyeongsang National University, Jinju, 660-701, South Korea.
Mol Neurobiol. 2017 Jan;54(1):255-271. doi: 10.1007/s12035-015-9604-5. Epub 2016 Jan 6.
Aging is a major factor involved in neurological impairments, decreased anti-oxidant activities, and enhanced neuroinflammation. D-galactose (D-gal) has been considered an artificial aging model which induces oxidative stress and inflammatory response resulting in memory and synaptic dysfunction. Dietary supplementation exerts valuable effects against oxidative stress and neuroinflammation. Polyphenolic flavonoids, such as anthocyanins, have been reported as an anti-inflammatory and anti-oxidant agents against various neurodegenerative diseases. Recently, our group reported anthocyanin neuroprotection of the developing rat brain against ethanol-induced oxidative stress and neurodegenaration and ethanol-induced neuronal apoptosis via GABA receptor intracellular signaling in prenatal rat hippocampus. Here, we examined the protective effect of anthocyanin neuroprotection against D-gal-induced oxidative and inflammatory response in the hippocampus and cortex regions and explore the potential mechanism of its action. Our results indicated that anthocyanins treatment significantly improved behavioral performance of D-gal-treated rats in Morris water maze and Y-maze tests. One of the potential mechanisms of this action was decreased expression of the receptor for advance glycation end product, reduced level of reactive oxygen species (ROS) and lipid peroxidation as well as markers of the Alzheimer's disease. Furthermore, the results also indicated that anthocyanins inhibited activated astrocytes and neuroinflammation via suppression of various inflammatory markers including p-NF- B, inducible nitric oxide synthase (iNOS), and tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) in the hippocampus and cortex regions of D-gal-treated rats brain. Moreover, anthocyanins abrogated neuroapoptosis via C-jun N-terminal kinase (p-JNK) suppression and improved deregulated synaptic proteins including synaptophysin, synaptosomal-associated protein (SNAP)-23, SNAP-25, and phosphorylated CREB. This data suggests that anthocyanins could be a safe and promising anti-oxidant and anti-neuroinflammatory agent for age-related neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease.
衰老 是 导致 神经功能障碍、抗氧化活性降低 和 神经炎症增强 的 一个 主要 因素。D-半乳糖（D-gal）被 认为 是 一种 人工 衰老 模型，它 会 诱导 氧化应激 和 炎症反应，从而 导致 记忆 和 突触 功能障碍。膳食补充剂 对 氧化应激 和 神经炎症 具有 重要 作用。多酚类黄酮，如 花青素，已 被 报道 是 针对 各种 神经退行性疾病 的 抗炎 和 抗氧化剂。最近，我们 小组 报道 了 花青素 对 发育中 的 大鼠 大脑 具有 神经保护作用，可 对抗 乙醇 诱导 的 氧化应激 和 神经退行性变，以及 通过 产前 大鼠 海马体 中 的 GABA 受体 细胞内 信号传导 对抗 乙醇 诱导 的 神经元 凋亡。在此，我们 研究 了 花青素 神经保护 对 D-半乳糖 诱导 的 海马体 和 皮质 区域 氧化 和 炎症反应 的 保护 作用，并 探讨 其 潜在 的 作用 机制。我们 的 结果 表明，花青素 处理 显著 改善 了 D-半乳糖 处理 的 大鼠 在 莫里斯 水迷宫 和 Y 迷宫 测试 中的 行为 表现。这种 作用 的 一个 潜在 机制 是 晚期糖基化终产物 受体 的 表达 降低、活性氧（ROS）水平 和 脂质 过氧化 以及 阿尔茨海默病 标志物 降低。此外，结果 还 表明，花青素 通过 抑制 D-半乳糖 处理 的 大鼠 大脑 海马体 和 皮质 区域 中 包括 p-NF-κB、诱导型 一氧化氮合酶（iNOS）和 肿瘤坏死因子-α（TNF-α）在内 的 各种 炎症 标志物，抑制 活化 的 星形胶质细胞 和 神经炎症。此外，花青素 通过 抑制 C-Jun N 末端 激酶（p-JNK）消除 神经凋亡，并 改善 包括 突触素、突触体相关蛋白（SNAP）-23、SNAP-25 和 磷酸化 CREB 在内 的 失调 的 突触 蛋白。这些 数据 表明，花青素 可能 是 一种 安全且有前景 的 抗氧化 和 抗神经炎症 药物，可 用于 治疗 如 阿尔茨海默病 等 与 年龄相关 的 神经退行性疾病。
