ゲニステインは、新生児ラットにおいてケタミン曝露により誘発された海馬の認知障害および神経アポトーシスを抑制した

Genistein attenuates cognitive deficits and neuroapoptosis in hippocampus induced by ketamine exposure in neonatal rats.

• Qingsong Li
• Xi Zhang

抄録

ケタミンは小児患者に頻繁に使用される麻酔薬であり、認知障害を引き起こす可能性がある。大豆製品の生理活性成分であるゲニステインは、アポトーシス関連遺伝子の発現を調節することで神経細胞死を抑制することが示されている。本研究では、ゲニステインが海馬の神経細胞の喪失を改善することで、ケタミンによる認知障害を緩和できるのではないかとの仮説を立て、ラットを用いてこの仮説を検証した。新生児ラットにケタミンとゲニステインを投与した。海馬組織を組織学的および生化学的分析のために採取し、神経細胞のアポトーシスおよびアポトーシス経路に関与するタンパク質を決定した。恐怖条件付け試験とMorris水迷路試験を含む行動アッセイを行い、学習と記憶を含む認知機能を評価した。恐怖条件付け試験では、ゲニステインはケタミン処理ラットの凍結時間を用量依存的に回復させることがわかった。同様に、ケタミン投与ラットのモリス水迷路試験においても、ゲニステインは学習と記憶の低下を減衰させた。さらに、ケタミンによるラット海馬の神経細胞のアポトーシスは、ゲニステイン投与により抑制された。最後に、ゲニステインはBax、Bcl-2、切断されたカスパーゼ3、リン酸化されたGSK-3ß、Aktなどのアポトーシスに関連するタンパク質を部分的に回復させることを見いだした。ゲニステインは、ラットにおけるケタミンによる海馬の神経細胞喪失および認知障害を抑制します。

Ketamine is a frequently used anesthetic in pediatric patients that can cause cognitive impairment. Genistein, a bioactive component of soy products, has been shown to suppress neuronal death through regulating the expression of apoptosis related genes. In this study, we hypothesized that genistein could alleviate ketamine induced cognitive impairment by ameliorating hippocampal neuronal loss and tested this hypothesis in rats. Neonatal rats were treated with ketamine and genistein. Hippocampal tissue was harvested for histological and biochemical analysis to determine neuronal apoptosis and proteins involved in the apoptotic pathways. Behavioral assays including contextual fear conditioning test and Morris water maze test were performed to assess cognitive functions, including learning and memory. We found that in fear conditioning test, genistein restored freezing time in ketamine treated rats in a dose dependent manner. Similarly, genistein attenuated impaired learning and memory in Morris water maze test in rats treated with ketamine. Additionally, ketamine induced neuronal apoptosis in rat hippocampus was attenuated by genistein treatment. Finally, we found that genistein partially restored proteins associated with apoptosis, including Bax, Bcl-2, cleaved caspase 3, and phosphorylated GSK-3ß and Akt. Genistein suppresses hippocampal neuronal loss and cognitive disruption induced by ketamine in rats.

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