クルクミンは神経炎症を緩和し、海馬の神経新生を高め、外傷性脳損傷後の空間記憶を改善します

Curcumin alleviates neuroinflammation, enhances hippocampal neurogenesis, and improves spatial memory after traumatic brain injury.

• Guangchi Sun
• Zong Miao
• Yangfan Ye
• Pengzhan Zhao
• Liang Fan
• Zhongyuan Bao
• Yiming Tu
• Chong Li
• Honglu Chao
• Xiupeng Xu
• Jing Ji

抄録

認知機能の低下は、外傷性脳損傷（TBI）の最も明白な症状の一つです。これまでの研究では、外傷性脳損傷のラットモデルにおいて、認知機能の低下が海馬の神経炎症の大幅な増加と神経新生の低下に関係していることが明らかにされている。Curは抗慢性神経炎症、神経新生促進、および記憶改善特性を示すことが示されているので、このモデルを使用して、我々は、TBI障害空間記憶の改善におけるクルクミン（Cur）の役割を検討した。動物は、TBI後28日間毎日Curまたはビヒクル治療を受け、また、神経新生をアッセイするための治療の最初の7日間50-ブロモデオキシウリジン（BrdU）を受けた。本研究では、10～50mg/kgの範囲から選択した30mg/kgのCurの最適投与量を用いた。神経炎症は、海馬におけるアストロサイト肥大、活性化ミクログリア、および炎症性因子によって評価した。行動水迷路試験は、TBI後35日目から5日間実施した。トロポミオシン受容体キナーゼB（Trkb）阻害剤ANA-12を用いて、海馬における炎症および神経新生の調節における脳由来神経栄養因子（BDNF）/TrkB/ホスホイノシチド3-キナーゼ（PI3K）/Aktシグナル伝達経路の役割を試験した。Curの治療は、TBIラットの空間記憶を改善し、アストロサイト肥大の減少、活性化ミクログリアの減少、炎症因子の減少に代表されるTBI誘発性慢性炎症を減少させ、海馬の神経新生を増加させた。また、BDNF/Trkb/PI3K/AktシグナルがTBIラットにおけるCurの効果に関与していることを明らかにした。このことは、慢性神経炎症の減少、海馬の神経新生の増加、BDNF/Trkb/PI3K/Aktシグナル伝達に起因するものと考えられる。

Cognitive decline is one of the most obvious symptoms of traumatic brain injury (TBI). Previous studies have demonstrated that cognitive decline is related to substantially increased neuroinflammation and decreased neurogenesis in the hippocampus in a rat model of TBI. Using this model, we explored the role of curcumin (Cur) in ameliorating TBI-impaired spatial memory because Cur has been shown to exhibit anti-chronic-neuroinflammatory, neurogenesis-promoting, and memory-improving properties. Animals received daily Cur or vehicle treatment for 28 days after TBI and also received 50-bromodeoxyuridine(BrdU) for the first 7 days of the treatment for assaying neurogenesis. An optimal Cur dose of 30 mg/kg, selected from a range of 10-50 mg/kg, was used for the present study. Neuroinflammation was evaluated by astrocyte hypertrophy, activated microglia, and inflammatory factors in the hippocampus. Behavioral water-maze studies were conducted for 5 days, starting at 35-day post-TBI. The tropomyosin receptor kinase B (Trkb) inhibitor, ANA-12, was used to test the role of the brain-derived neurotrophic factor (BDNF)/ TrkB/Phosphoinositide 3-kinase (PI3K)/Akt signaling pathway in regulating inflammation and neurogenesis in the hippocampus. Treatment with Cur ameliorated the spatial memory of TBI rats, reduced TBI-induced chronic inflammation, typified by diminished astrocyte hypertrophy, reduction in activated microglia, declined inflammatory factors, and increased neurogenesis in the hippocampus. We also found that BDNF/Trkb/PI3K/Akt signaling was involved in the effects of Cur in TBI rats. Thus, Cur treatment can ameliorate the spatial memory in a murine model of TBI, which may be attributable to decreased chronic neuroinflammation, increased hippocampal neurogenesis, and/or BDNF/Trkb/PI3K/Akt signaling.

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