霊芝水抽出物は、神経伝達、神経可塑性、レドックスホメオスタシスの維持を調節することで、低気圧性低酸素症による記憶障害を予防することができました

Ganoderma lucidum aqueous extract prevents hypobaric hypoxia induced memory deficit by modulating neurotransmission, neuroplasticity and maintaining redox homeostasis.

• Purva Sharma
• Rajkumar Tulsawani

抄録

極端な高地での低気圧低酸素による酸化ストレスは、神経細胞に深刻な損傷を与え、不可逆的な認知機能の低下を引き起こすと言われている。本研究の目的は、現在の薬物治療の禁忌のため、ラットの低気圧低酸素試験モデルを用いて、甘皮抽出物（GLAQ）の記憶力増強作用とその基礎となる神経保護機構を調べることである。低気圧低酸素に曝露されたラットは、モリス水迷路試験において、海馬の損傷と血管性脳浮腫を伴う空間記憶の異常を示した。これらの変化はすべてGLAQ治療によって予防された。血液および生化学的分析では、低酸素換気反応の活性化、赤血球の誘導、電解質および酸化還元の不均衡の反転、およびGLAQ治療動物の細胞の生体エネルギー損失の回復を明らかにした。特に、GLAQ治療は神経伝達物質（カテコールアミン、セロトニン、グルタミン酸）のレベルを改善し、グルココルチコイドとα-シヌクレインのサージを防ぎ、ERK1/ERK2誘導を介してCREB/p-CREB/BDNFの発現をアップレギュレートすることで神経可塑性を改善しました。さらに、GLAQを投与したラットでは、低酸素誘導因子や炎症マーカーの安定化に伴う赤血球2関連因子の回復が証明された。結論として、我々の研究は、低気圧性低酸素症によって誘発される酸化ストレスや記憶障害に対抗するためのGLAQによる全身から分子レベルの保護機構についての新たな洞察を提供するものである。

Oxidative stress due to hypobaric hypoxia at extreme altitudes causes severe neuronal damage and irreversible cognitive loss. Owing to contraindications of current drug therapies, the aim of the study was to investigate memory enhancing potential of aqueous extract of Ganoderma lucidum (GLAQ) and underlying neuroprotective mechanism using rat hypobaric hypoxia test model. Rats exposed to hypobaric hypoxia showed deranged spatial memory in morris water maze test with hippocampal damage and vasogenic cerebral edema. All these changes were prevented with GLAQ treatment. Blood and biochemical analysis revealed activation of hypoxic ventilatory response, red blood cells induction, reversal of electrolyte and redox imbalance, and restoration of cellular bioenergetic losses in GLAQ treated animals. Notably, GLAQ treatment ameliorated levels of neurotransmitters (catecholamines, serotonin, glutamate), prevented glucocorticoid and α-synuclein surge, improved neuroplasticity by upregulating CREB/p-CREB/BDNF expression via ERK1/ERK2 induction. Further, restoration of nuclear factor erythroid 2-related factor with stabilization of hypoxia inducible factors and inflammatory markers were evidenced in GLAQ treated rats which was additionally established in gene reporter array using an alternative HT22 cell test model. Conclusively, our studies provide novel insights into systemic to molecular level protective mechanism by GLAQ in combating hypobaric hypoxia induced oxidative stress and memory impairment.