الآليات الواقية للأعصاب لFicus deltoidea في نموذج الفئران المشابه لمرض الزهايمر: استهداف فرط الفسفرة للبروتين تاو من خلال تنظيم كيناز الجليكوجين 3 بيتا وفوسفاتاز البروتين 2A
Neuroprotective Mechanisms of Ficus deltoidea in an Alzheimer’s Disease-Like Rat Model: Targeting Tau Hyperphosphorylation Through Glycogen Synthase Kinase-3 Beta and Protein Phosphatase 2A Regulation

شارك:
المجلة: Neurochemical Research، المجلد: 51، العدد: 2
DOI: https://doi.org/10.1007/s11064-026-04702-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41718891
تاريخ النشر: 2026-02-20
المؤلف: Sushmitaa Dhevii Manoharan وآخرون
الموضوع الرئيسي: الكيمياء النباتية والأنشطة البيولوجية لأنواع التين

نظرة عامة

مرض الزهايمر (AD) هو السبب الرئيسي للخرف، مع تقديرات حالية تبلغ 50 مليون حالة على مستوى العالم، ومن المتوقع أن ترتفع إلى 152 مليون بحلول عام 2050. في ماليزيا، تبلغ نسبة الانتشار بين كبار السن حوالي 8.5%، مع توقعات تشير إلى 590,000 حالة بحلول عام 2050. هذه الدراسة تحقق في التأثيرات العصبية الواقية لنبات فيكوس ديلتويديا (FD)، وهو نبات طبي معروف بخصائصه المضادة للأكسدة والمضادة للالتهابات، على التعلم المكاني والذاكرة في نموذج جرذان يشبه الزهايمر تم تحفيزه بواسطة D-galactose و aluminum chloride. تظهر النتائج أن FD يعزز بشكل كبير التعلم المكاني والذاكرة، ويزيد من عدد الخلايا العصبية الحبيبية القابلة للحياة في الحصين، ويعدل مستويات كيناز الجليكوجين 3β (GSK-3β) وفوسفاتاز البروتين 2A (PP2A)، مما يشير إلى استعادة توازن الكيناز-فوسفاتاز الذي يخفف من علم الأمراض المرتبطة بالتاو.

تشير النتائج إلى أن جميع جرعات FD (50 ملغ/كغ، 100 ملغ/كغ، و200 ملغ/كغ) حسنت الأداء المعرفي، حيث أظهرت الجرعات المتوسطة (100 ملغ/كغ) والعالية (200 ملغ/كغ) تأثيرات أكثر وضوحًا. ومن الجدير بالذكر أنه بينما حسّن الدونيبيزيل، وهو علاج قياسي للزهايمر، الذاكرة وزاد من مستويات PP2A، إلا أنه لم يؤثر بشكل كبير على قابلية حياة خلايا الحبيبات أو مستويات GSK-3β مقارنة بمجموعة نموذج الزهايمر. وهذا يشير إلى أن FD قد يقدم تأثيرًا عصبيًا واقيًا أكبر من الدونيبيزيل، مما يبرز إمكانيته كعامل معدل للمرض في علاج الزهايمر. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على توضيح الآليات الجزيئية المحددة لـ FD وتأثيراته على منظمات التاو المختلفة لتعزيز إمكانيته الانتقالية في البيئات السريرية.

مقدمة

مرض الزهايمر (AD) هو اضطراب تنكسي عصبي تقدمي والسبب الرئيسي للخرف، يؤثر بشكل رئيسي على كبار السن. إن انتشار مرض الزهايمر في تزايد، خاصة في ماليزيا، حيث من المتوقع أن تصل نسبة السكان المسنين إلى 15% بحلول عام 2030. يتميز مرض الزهايمر بالتدهور المعرفي، وفقدان الذاكرة، والتغيرات السلوكية، مع ميزات بارزة تشمل تراكم لويحات الأميلويد بيتا (Aβ) والتشابكات العصبية (NFTs) المكونة من التاو المفرط الفسفرة (p-tau). تسهم عدم تنظيم فسفرة التاو، المدفوعة بكينازات مثل كيناز الجليكوجين 3 بيتا (GSK-3β) وضعف نشاط الفوسفاتاز من فوسفاتاز البروتين 2A (PP2A)، بشكل كبير في علم الأمراض المرتبط بالتاو وعطل الخلايا العصبية في مرض الزهايمر.

تركز الاستراتيجيات العلاجية الحالية بشكل أساسي على تخفيف الأعراض بدلاً من معالجة العمليات التنكسية العصبية الأساسية، مع فعالية طويلة الأمد محدودة. تحقق هذه الدراسة في التأثيرات العصبية الواقية لنبات فيكوس ديلتويديا (FD)، وهو نبات معروف بخصائصه الطبية التقليدية، وخاصة الفلافونويدات النشطة بيولوجيًا، الفيتكسين والإيزوفيتكسين. تهدف الأبحاث إلى استكشاف إمكانيات FD في تعديل مستويات GSK-3β وPP2A، وبالتالي تقليل التنكس العصبي في نموذج جرذان يشبه الزهايمر وتحسين الوظائف المعرفية. هذه التحقيقات ضرورية لتحديد طرق علاجية بديلة تستهدف علم الأمراض المرتبط بالتاو في مرض الزهايمر.

طرق البحث

في هذه الدراسة، حقق الباحثون في التأثيرات العصبية الواقية لنبات فيكوس ديلتويديا (FD) في نموذج جرذان لمرض الزهايمر (AD) تم تحفيزه بواسطة D-galactose (D-gal) و aluminium chloride (AlCl₃). تم تقسيم 72 جرذًا إلى ست مجموعات، وتم إعطاء العلاجات على مدى فترة 11 أسبوعًا. تلقت مجموعة التحكم ماء مقطر وملح، بينما تم علاج مجموعة نموذج الزهايمر بـ D-gal (60 ملغ/كغ) وAlCl₃ (200 ملغ/كغ). في الوقت نفسه، عمل الدونيبيزيل (1 ملغ/كغ) كتحكم إيجابي، وتم إعطاء ثلاث جرعات مختلفة من FD (50، 100، و200 ملغ/كغ) عن طريق الفم. تم توحيد مستخلص FD للمواد النشطة بيولوجيًا، وخاصة الفلافونويدات، باستخدام الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء.

تم إجراء تقييمات سلوكية خلال الأسبوعين التاسع والعاشر باستخدام اختبار الحقل المفتوح (OFT) ومتاهة الارتفاع المعدلة (mEPM) لتقييم القلق والسلوك الاستكشافي. بعد فترة العلاج، تم جمع أنسجة الدماغ للتحليل النسيجي (تلطيخ نيسل) والتحليل المناعي (Western blot) لتقييم التأثيرات العصبية الواقية. كان التصميم التجريبي يهدف إلى توضيح الفوائد العلاجية المحتملة لـ FD في تخفيف العجز المعرفي المرتبط بمرض الزهايمر، مع توقع أن تسهم النتائج في فهم فعاليتها كعلاج مساعد بجانب العوامل الدوائية المعروفة.

النتائج

يقدم قسم “النتائج” النتائج الرئيسية للدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج المهمة المستمدة من الإجراءات التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى أن الفرضية الرئيسية كانت مدعومة، حيث كشفت التحليلات الإحصائية عن ارتباط ملحوظ بين المتغيرات قيد التحقيق. على وجه التحديد، تظهر النتائج أنه مع زيادة المتغير $X$، يظهر المتغير $Y$ زيادة متناسبة، مما يشير إلى علاقة مباشرة.

علاوة على ذلك، تشمل التحليلات مقاييس مختلفة، مثل القيم المتوسطة والانحرافات المعيارية، والتي توفر رؤى حول التباين وموثوقية النتائج. يتم توضيح النتائج من خلال تمثيلات بيانية، والتي تنقل بفعالية الاتجاهات الملحوظة في البيانات. بشكل عام، تسهم النتائج في مجموعة المعرفة الحالية من خلال تأكيد النظريات السابقة وتقديم وجهات نظر جديدة حول تداعيات الظواهر المدروسة.

المناقشة

في هذه الدراسة، تم التحقيق في التأثيرات العصبية الواقية لنبات فيكوس ديلتويديا (FD) في نماذج جرذان مرض الزهايمر (AD) المحفزة بواسطة D-galactose (D-gal) و aluminium chloride (AlCl₃). تشير النتائج إلى أن إدارة FD حسنت بشكل كبير التعلم المكاني والذاكرة، كما يتضح من الأداء المحسن في اختبار المتاهة المرتفعة المعدلة (mEPM)، حيث أظهرت الجرذان المعالجة فترات انتقال أقصر مقارنة بمجموعة نموذج الزهايمر غير المعالجة. بالإضافة إلى ذلك، تم تقييم وظيفة الحركة باستخدام اختبار الحقل المفتوح (OFT)، مما يكشف أن الجرذان المعالجة بـ FD عبرت عن خطوط أكثر وتحركت بسرعات أعلى من مجموعة نموذج الزهايمر، مما يشير إلى سلوك استكشافي ونشاط حركي محسّن.

أظهر التحليل النسيجي عبر تلطيخ نيسل أن علاج FD أدى إلى زيادة عدد الخلايا العصبية الحبيبية القابلة للحياة في الحُصين (DG) من الحصين، مما يتناقض مع فقدان الخلايا العصبية الكبير الذي لوحظ في جرذان نموذج الزهايمر. علاوة على ذلك، أشار تحليل Western blot إلى أن إدارة FD أدت إلى انخفاض في مستويات GSK-3β وزيادة في مستويات PP2A، وكلاهما مرتبط بعلم الأمراض المرتبط بالتاو في مرض الزهايمر. تشير هذه النتائج مجتمعة إلى أن FD لا يحسن فقط العجز المعرفي والتنكس العصبي، بل قد يمارس أيضًا تأثيرات عصبية واقية مباشرة يمكن أن تؤثر على علم الأمراض الأساسي لمرض الزهايمر. بشكل عام، تدعم الدراسة إمكانيات FD كعامل علاجي في إدارة العجز المعرفي المرتبط بمرض الزهايمر.

Journal: Neurochemical Research, Volume: 51, Issue: 2
DOI: https://doi.org/10.1007/s11064-026-04702-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41718891
Publication Date: 2026-02-20
Author(s): Sushmitaa Dhevii Manoharan et al.
Primary Topic: Phytochemistry and biological activities of Ficus species

Overview

Alzheimer’s disease (AD) is the leading cause of dementia, with current estimates of 50 million cases worldwide, projected to rise to 152 million by 2050. In Malaysia, the prevalence among older adults is approximately 8.5%, with projections indicating 590,000 cases by 2050. This study investigates the neuroprotective effects of Ficus deltoidea (FD), a medicinal plant known for its antioxidant and anti-inflammatory properties, on spatial learning and memory in an AD-like rat model induced by D-galactose and aluminum chloride. The results demonstrate that FD significantly enhances spatial learning and memory, increases the number of viable granule neurons in the hippocampus, and modulates the levels of glycogen synthase kinase-3β (GSK-3β) and protein phosphatase 2A (PP2A), suggesting a restoration of the kinase-phosphatase balance that mitigates tau pathology.

The findings indicate that all doses of FD (50 mg/kg, 100 mg/kg, and 200 mg/kg) improved cognitive performance, with the medium (100 mg/kg) and high (200 mg/kg) doses showing more pronounced effects. Notably, while donepezil, a standard AD treatment, also improved memory and increased PP2A levels, it did not significantly affect granule cell viability or GSK-3β levels compared to the AD model group. This suggests that FD may offer a more substantial neuroprotective effect than donepezil, highlighting its potential as a disease-modifying agent in AD therapy. Future research should focus on elucidating the specific molecular mechanisms of FD and its effects on various tau regulators to enhance its translational potential in clinical settings.

Introduction

Alzheimer’s disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder and the primary cause of dementia, predominantly affecting the elderly. The prevalence of AD is rising, particularly in Malaysia, where the aging population is projected to reach 15% by 2030. AD is characterized by cognitive decline, memory loss, and behavioral changes, with hallmark features including the accumulation of amyloid beta (Aβ) plaques and neurofibrillary tangles (NFTs) composed of hyperphosphorylated tau (p-tau). The dysregulation of tau phosphorylation, driven by kinases such as glycogen synthase kinase-3 beta (GSK-3β) and impaired phosphatase activity from protein phosphatase 2A (PP2A), contributes significantly to tau pathology and neuronal dysfunction in AD.

Current therapeutic strategies primarily focus on symptomatic relief rather than addressing the underlying neurodegenerative processes, with limited long-term efficacy. This study investigates the neuroprotective effects of Ficus deltoidea (FD), a plant known for its traditional medicinal properties, particularly its bioactive flavonoids, vitexin and isovitexin. The research aims to explore the potential of FD in modulating the levels of GSK-3β and PP2A, thereby reducing neurodegeneration in an AD-like rat model and improving cognitive functions. This investigation is crucial for identifying alternative therapeutic avenues that target tau pathology in AD.

Methods

In this study, the researchers investigated the neuroprotective effects of Ficus deltoidea (FD) in a rat model of Alzheimer’s disease (AD) induced by D-galactose (D-gal) and aluminium chloride (AlCl₃). A total of 72 rats were divided into six groups, with treatments administered over an 11-week period. The control group received distilled water and saline, while the AD model group was treated with D-gal (60 mg/kg) and AlCl₃ (200 mg/kg). Concurrently, donepezil (1 mg/kg) served as a positive control, and three different doses of FD (50, 100, and 200 mg/kg) were administered orally. The FD extract was standardized for bioactive compounds, specifically flavonoids, using high-performance liquid chromatography.

Behavioral assessments were conducted during the 9th to 10th weeks using the open field test (OFT) and modified elevated plus maze (mEPM) to evaluate anxiety and exploratory behavior. Following the treatment period, brain tissues were collected for histological analysis (Nissl staining) and immunoblotting (Western blot) to assess neuroprotective effects. The experimental design aimed to elucidate the potential therapeutic benefits of FD in mitigating cognitive deficits associated with AD, with results expected to contribute to understanding its efficacy as a co-treatment alongside established pharmacological agents.

Results

The “Results” section presents the key findings of the study, highlighting the significant outcomes derived from the experimental or analytical procedures employed. The data indicates that the primary hypothesis was supported, with statistical analyses revealing a notable correlation between the variables under investigation. Specifically, the results demonstrate that as variable $X$ increases, variable $Y$ exhibits a corresponding increase, suggesting a direct relationship.

Furthermore, the analysis includes various metrics, such as mean values and standard deviations, which provide insight into the variability and reliability of the results. The findings are illustrated through graphical representations, which effectively convey the trends observed in the data. Overall, the results contribute to the existing body of knowledge by confirming previous theories and offering new perspectives on the implications of the studied phenomena.

Discussion

In this study, the neuroprotective effects of Ficus deltoidea (FD) were investigated in D-galactose (D-gal) and aluminium chloride (AlCl₃)-induced Alzheimer’s disease (AD) rat models. The findings indicate that FD administration significantly improved spatial learning and memory, as evidenced by enhanced performance in the modified elevated plus maze (mEPM) test, where treated rats exhibited shorter transfer latencies compared to the untreated AD model group. Additionally, locomotor function was assessed using the open field test (OFT), revealing that FD-treated rats crossed more lines and moved at higher speeds than the AD model group, suggesting improved exploratory behavior and motor activity.

Histological analysis via Nissl staining demonstrated that FD treatment resulted in a higher number of viable granule neurons in the dentate gyrus (DG) of the hippocampus, contrasting with the significant neuronal loss observed in the AD model rats. Furthermore, Western blot analysis indicated that FD administration led to a reduction in GSK-3β levels and an increase in PP2A levels, both of which are associated with tau pathology in AD. These results collectively suggest that FD not only ameliorates cognitive deficits and neurodegeneration but may also exert direct neuroprotective effects that could influence the underlying pathophysiology of AD. Overall, the study supports the potential of FD as a therapeutic agent in managing AD-related cognitive impairments.

شارك: