ฤทธิ์ของสารสกัดจากปลิงทะเลขาวในการป้องกันเซลล์ประสาทและต้านโรคความจำเสื่อมอัลไซเมอร์

Highlight

สารสกัดจากปลิงทะเลขาว สามารถลดการเกาะกลุ่มของโปรตีนอะไมลอยด์เบต้าซึ่งเป็นสาเหตุหลักของโรคความจำเสื่อมอัลไซเมอร์ และสามารถฟื้นฟูเซลล์ประสาทและเซลล์กล้ามเนื้อที่ถูกทำลาย รวมถึงลดอนุมูลอิสระและเพิ่มอายุขัยเฉลี่ยของสัตว์ทดลองที่เป็นโรคอัลไซเมอร์ได้

ที่มาและความสำคัญ

โรคอัลไซเมอร์เป็นโรคความเสื่อมระบบประสาทลำดับต้นๆ ซึ่งปัจจุบันยังไม่มียารักษาที่มีประสิทธิภาพ ปลิงทะเลดำถูกนำมาใช้เป็นอาหารและสารบำรุงสุขภาพในประเทศแถบเอเชียอย่างยาวนาน การศึกษาวิจัยนี้จึงศึกษาการออกฤทธิ์ของสารสกัดจากปลิงทะเลดำในการลดความเป็นพิษจากการเกาะกลุ่มของโปรตีนอะไมลอยด์เบต้า ซึ่งเป็นพยาธิสภาพหลักของโรค เพื่อเป็นแนวทางในการป้องกันและรักษาโรคอัลไซเมอร์ต่อไป

Abstract

Background and aim

Alzheimer’s disease (AD) is the most common aged-related neurodegenerative disorder that is associated with the toxic amyloid-β (Aβ) aggregation in the brain. While the efficacies of available drugs against AD are still limited, natural products have been shown to possess neuroprotective potential for prevention and therapy of AD. This study aimed to investigate the neuroprotective effects of H. scabra extracts against Aβ aggregation and proteotoxicity in C. elegans model of Alzheimer’s diseases.

Experimental procedure

Whole bodies (WB) and body wall (BW) of H. scabra were extracted and fractionated into ethyl acetate (WBEA, BWEA), butanol (WBBU, BWBU), and ethanol (BWET). Then C. elegans AD models were treated with these fractions and investigated for Aβ aggregation and polymerization, biochemical and behavioral changes, and level of oxidative stress, as well as lifespan extension.

Results and conclusion

C. elegans AD model treated with H. scabra extracts, especially triterpene glycoside-rich ethyl acetate and butanol fractions, exhibited significant reduction of Aβ deposition. These H. scabra extracts also attenuated the paralysis behavior and improved the neurological defects in chemotaxis caused by Aβ aggregation. Immunoblot analysis revealed decreased level of Aβ oligomeric forms and the increased level of Aβ monomers after treatments with H. scabra extracts. In addition, H. scabra extracts reduced reactive oxygen species and increased the mean lifespan of the treated AD worms. In conclusion, this study demonstrated strong evidence of anti-Alzheimer effects by H. scabra extracts, implying that these extracts can potentially be applied as natural preventive and therapeutic agents for AD.

KEYWORDS: Alzheimer’s disease, Amyloid-β, Neuroprotection, Sea cucumber, Caenorhabditis elegans

Citation: Kleawyothatis W, Jattujan P, Chumphoochai K, Chalorak P, Sobhon P, Meemon K. Holothuria scabra extracts confer neuroprotective effect in C. elegans model of Alzheimer’s disease by attenuating amyloid-β aggregation and toxicity. J Tradit Complement Med. 2023;13(1):93-104. doi: 10.1016/j.jtcme.2022.10.006.

RELATED SDGs:

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: Warannida Kleawyothatis
แหล่งทุนวิจัย: Mahidol University (Basic Research Fund: fiscal year 2021 to Krai Meemon, and a graduate research support grant (2020) from Mahidol Alumni Association, Mahidol University to Warannida Kleawyothatis
Credit ภาพ: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล

ฤทธิ์ของ metformin ต่อการป้องกันการความเสื่อมของเซลล์ประสาทและการเกาะกลุ่มของโปรตีน α -synuclein ในโรคพาร์กินสัน

ที่มาและความสำคัญ
โรคพาร์กินสัน เป็นโรคความเสื่อมของระบบประสาทที่พบมากเป็นอันดับสองที่ทำให้เกิดความผิดปกติของการเคลื่อนไหวและกระบวนการคิดวิเคราะห์ต่างๆ ซึ่งส่งผลเสียต่อสุขภาพชีวิตในที่สุด จากการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ พบว่าสาร metformin ซึ่งเป็นยาที่ใช้ในการรักษาผู้ป่วยโรคเบาหวานมีฤทธิ์ในการป้องกันโรคความเสื่อมระบบประสาทได้ ดังนั้นการวิจัยครั้งนี้จึงศึกษาการทำงานและออกฤทธิ์ของสาร metformin ต่อโรคพาร์กินสันโดยใช้หนอน C. elegans สัตว์ทดลองต้นแบบ โดยผลการศึกษาพบว่าสาร metformin ที่ความเข้มข้น 10 มิลลิโมลาร์ สามารถลดความเสียหายของเซลล์ประสาทและฟื้นฟูการทำงานของเซลล์ประสาทโดยการเพิ่มการทำงานของยีนที่ใช้ในการสร้างสารสื่อประสาท dopamine ให้สูงขึ้นได้ รวมถึงยังสามารถยับยั้งการเกาะกลุ่มกันของโปรตีน α-synuclein ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคได้ อย่างไรก็ตามการศึกษาพบว่าสาร metformin ไม่สามารถเพิ่มอายุขัยเฉลี่ยของสัตว์ทดลองให้สูงขึ้นได้ ซึ่งคงต้องอาศัยการศึกษาค้นคว้าในเชิงลึกต่อไป

Abstract
Parkinson’s disease (PD), the second most progressive neurodegenerative disease causing motor impairment and defective cognitive function, has been a burden to the quality of life for decades and remain incurable. Metformin, a biguanide anti-diabetic drugs for type 2 diabetes mellitus, recently exhibits a neuroprotective effect in many neurological disorders. Ultimately, the aim of the study was to elucidate the neuroprotective effects of metformin against PD in C. elegans models of 6-hydroxydopamine-induced dopaminergic neurodegeneration and α-synuclein protein aggregation. Our experiments showed that 10 mM metformin significantly decreased neurodegeneration in 6-hydroxydopamine-induced worms, and recovered its food-sensing behavior without an affect to the nematode development. Moreover, 10 mM metformin also inhibited α-synuclein aggregation and recovered the lipid deposition. Gene expression analysis revealed that metformin could upregulate cat-2 gene expression and GFP-tagged SOD-3 expression. However, metformin did not significantly alter mean or maximum lifespan of the PD model organism. Therefore, this study highlighted the neuroprotective effects of metformin on dopaminergic neurons and α-synuclein, while its precise mechanism should be conducted in the future.

KEYWORDS: Metformin, Parkinson’s Disease, Neuroprotection, Dopaminergic neuron, α-Synuclein, Caenorhabditis elegans

Citation: Nada Saewanee, Theethawat Praputpittaya, Nawaphat Malaiwong, Pawanrat Chalorak, Krai Meemon,
Neuroprotective effect of metformin on dopaminergic neurodegeneration and α-synuclein aggregation in C. elegans model of Parkinson’s disease, Neuroscience Research, Volume 162, 2021, Pages 13-21, ISSN 0168-0102, https://doi.org/10.1016/j.neures.2019.12.017.

RELATED SDGs: 3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: Nada Saewanee, Theethawat Praputpittaya, Nawaphat Malaiwong, Pawanrat Chalorak
แหล่งทุนวิจัย: Mahidol University