تاثیر عصاره گیاه بادرنجبویه (Melissa officinalis) بر یادگیری و حافظه: دخالت بیان نیتریک سنتاز در هیپوکامپ و فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز در موشهای صحرایی دیابتی
Mohsen Naseri, Reza Arabi Mianroodi, Zeynab Pakzad, Peyman Falahati, Masomeh Borbor, Hossein Azizi, Sima Nasri
چکیده:
ارتباط قومی: دیابت یک بیماری سیستمیک است که میتواند باعث نقص سیناپس در هیپوکامپ شود. (هیپوکامپ(Hippocampus): هیپوکامپ یا اسبک مغز قسمتی از دستگاه لیمبیک مغز است که مرکز یادگیری است.) هیپوکامپ نقش مهمی در یادگیری و حافظه دارد. بادرنجبویه برای تقویت حافظه در طب ایرانی استفاده شده است.
اهداف: هدف از این مطالعه بررسی تاثیر عصاره هیدروالکلی گیاه بادرنجبویه بر یادگیری و حافظه با توجه به تاثیر آن بر بیان نیتریک اکساید سنتاز و بیان فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز در هیپوکامپ موش های صحرایی دیابتی بود.
مواد و روش ها: عصاره بادرنجبویه به روش خیساندن به دست آمد. برای ارزیابی ترکیبات فنلی و فلانوئیدی عصاره، نمونه ها با دستگاه HPLC آنالیز شدند. حیوانات به طور تصادفی به 6 گروه تقسیم شدند: کنترل تحت تیمار با وسیله نقلیه، کنترل تحت درمان با گیاه بادرنجبویه(50 میلی گرم بر کیلوگرم)، دیابتی تحت درمان با وسیله نقلیه و دیابتی تحت درمان با بادرنجبویه(25، 50 یا 100 میلی گرم بر کیلوگرم). دیابت با استرپتوزوسین القا شد و پس از القای دیابت، بادرنجبویه به مدت 2 هفته تجویز شد. برای ارزیابی یادگیری و حافظه، وظایف اجتنابی غیرفعال و Y-Maze انجام شد، در پایان تکالیف یادگیری و حافظه، موش ها قربانی شدند و هیپوکامپ آنها برداشته، لیزر و همگن شدند. محتویات RNA خالص شد و سپس به عنوان الگوی سنتز cDNA استفاده شد.Real-time-PCR برای ارزیابی بیان ژنهای نیتریک اکسید سنتاز و فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز استفاده شد.
نتایج: روتین ترکیب اصلی فلاونوئید و رزمارینیک اسید ترکیب فنلی اصلی عصاره بادرنجبویه بود. استرپتوزوتوسین باعث دیابت و اختلال در یادگیری و حافظه در موش های صحرایی دیابتی شد. گروه شاهد تحت درمان با بادرنجبویه در مقایسه با گروه دیابتی تحت درمان با وسیله نقلیه، امتیاز تناوب بالاتری در کار Y-Maze و تاخیر گام به گام در کار اجتنابی غیرفعال نشان داد. موش های تحت درمان با بادرنجبویه نمره تناوب بالاتری را درکار Y-Maze در همه دوزها در مقایسه با گروه دیابتی تحت درمان با وسیله نقلیه نشان دادند. علاوه بر این، در کار اجتنابی غیرفعال، بادرنجبویه تاخیر گام به گام را افزایش داد، اما نه تاخیر اولیه در همه دوزها. همچنین، در موش های دیابتی، بیان ژن های عامل نوروتروفیک مشتق از مغز و ژن های نیتریک اکسید سنتاز در موشهای تحت درمان با بادرنجبویه در مقایسه با موشهای دیابتی افزایش یافت.
نتیجه گیری: بادرنجبویه یادگیری و حافظه را درموش های دیابتی بهبود بخشید، که ممکن است با افزایش فاکتور نوروتورفیک مشتق از مغز و بیان ژن نیتریک اکسید سنتاز رخ داده باشد.
Abstract:
Ethnopharmacological relevance: Diabetes is a systemic disease, which can cause synaptic defects in the hippocampus. Hippocampus plays a crucial role in learning and memory. Melissa officinalis L. has been used as for memory enhancement in Persian Medicine.
Aim of the study: The aim of this study was to evaluate the impact of the hydroalcoholic extract of Melissa officinalis L. on learning and memory, considering its impact on nitric oxide synthase and brain-derived neurotrophic factor expression in the hippocampus of diabetic rats.
Materials and methods: Melissa officinalis L. extract was obtained by maceration method. To evaluate phenolic and flavonoid compounds of the extract, the samples were analyzed by HPLC. The animals were randomly divided into 6 groups: vehicle-treated control, Melissa officinalis-treated control (50 mg/kg), vehicle-treated diabetic, and M. officinalis-treated diabetic (25, 50, or 100 mg/kg). Diabetes was induced by streptozotocin And Melissa officinalis L. was administered for 2 weeks once diabetes was induced. Passive avoidance and Y-maze tasks were performed for learning and memory assessment. At the end of learning and memory tasks, rats were sacrificed and their hippocampus removed, lysed, and homogenized. The RNA contents were purified and then used as the template for cDNA synthesis. Real-time PCR was used to evaluate nitric oxide synthase and brain-derived neurotrophic factor genes expression.
Results: Rutin was main flavonoid compound and rosmarinic acid was the main phenolic compound of the Melissa officinalis extract. Streptozotocin induced diabetes and impaired learning and memory in diabetic rats. Melissa officinalis treated-control group showed a higher alternation score in the Y-maze task and step-through latency in the passive avoidance task compared to the vehicle treated diabetic group. Melissa officinalis-treated rats showed a higher alternation score in the Y-maze task in all doses compared to the vehicle treated diabetic group (P < 0.05). In addition, in the passive avoidance task Melissa officinalis increased step-through latency (P < 0.05) but not initial latency, in all doses. Furthermore, in diabetic rats, the expression of brain-derived neurotrophic factor and nitric oxide synthase genes decreased. However, hippocampal brain-derived neurotrophic factor and nitric oxide synthase gene expression was increased in Melissa officinalis-treated rats compared to diabetic rats (P < 0.05).
Conclusions: Melissa officinalis improved learning and memory in diabetic rats, which may have occurred by increasing brain-derived neurotrophic factor and nitric oxide synthase gene expression.
