Neurotrophic, Cytoprotective, and Anti-inflammatory Effects of St. John's Wort Extract on Differentiated Mouse Hippocampal HT-22 Neurons

Abstract

Introduction: Since ancient times Hypericum perforatum L. named St. John's wort (SJW), has been used in the management of a wide range of applications, including nervous disorders. Development of mood disorders are due to alterations in glutamate metabolism, initiation of inflammatory pathways, and changes of the neuronal plasticity. Previous studies suggest that the glutamatergic system contributes to the pathophysiology of depression. Extracts of SJW have been recommended for the treatment of depression. The aim of the present in vitro study was to evaluate the action of STW3-VI, a special SJW extract in differentiated mouse hippocampal HT-22 neurons. We evaluated the stimulation of neurogenesis, the protective effect against glutamate or N-methyl-D-aspartate receptor induced-excitotoxicity and its anti-inflammatory properties in LPS-activated human macrophages.Results: After 48 h treatment, STW3-VI stimulated the neurite formation by 25% in comparison with the control and showed protective effects against glutamate- or NMDA-induced cytotoxicity by significantly increasing the viability about +25 or +50%. In conjunction with these effects, after pretreatment with STW3-VI, the intracellular reduced glutathione content was significantly 2.3-fold increased compared with the neurons incubated with glutamate alone. Additionally, pre-treatment of human macrophages with STW3-VI showed anti-inflammatory effects after 24 or 48 h concerning inhibition of LPS-induced TNF release by −47.3 and −53.8% (24 h) or −25.0 to −64.8% (48 h).Conclusions: Our data provide new evidence that STW3-VI protects hippocampal cells from NMDA- or glutamate-induced cytotoxicity. Moreover, our results indicate a morphological remodeling by increasing neurite outgrowth and activation of the anti-inflammatory defense by inhibition of the cytokine production in human macrophages after STW3-VI treatment. These protective, neurotrophic and anti-inflammatory properties may be beneficial in the treatment of depressive disorders.

Alpha-synuclein is involved in manganese-induced spatial memory and synaptic plasticity impairments via TrkB/Akt/Fyn-mediated phosphorylation of NMDA receptors

“…no. 28745) for 24 h before use 15 . For knockdown of α-Syn, shRNA was designed (Gene Bank Accession No: AF179273) 16 , and lentiviral vector construction and transfection were performed as previously described 17 .…”

Aktueller Forschungsstand zum pflanzlichen Antidepressivum Johanniskrautextrakt

“…Marburger Forscher (Kinscherf-Gruppe 2018) untersuchten, ob die Behandlung mit SJW inflammatorische und zytotoxische Effekte von Stress abmildert [17]. Dazu setzten sie als ein etabliertes In-vitro-Testverfahren differenzierte, hippocampale HT22-Neurone sowie humane THP-1-Makrophagen ein, die mittels Stimulation mit LPS, NMDA oder Glutamat einer erhöhten Inflammation und oxidativem Stress ausgesetzt wurden.…”

“…SJW zeigte sich als potenter Hemmer neuraler Inflammation: Sowohl die Menge an TNF-α und IL-6 mRNA als auch die Ausschüttung des Entzündungsmarkers TNF-α wurde in einer Makrophagenkultur messbar reduziert. Ebenso senkte SJW die LPS vermittelte TNF-α-Ausschüttung in SIM-A9-Mikrogliazellen der Maus [18] und die NMDA induzierte IL-6 mRNA-Bildung in HT22-Neuronen [17]. Im In-vitro-Modell zeigte sich in SJW behandelten hippocampalen Neuronen zudem gesteigertes Neuritenwachstum, das über das mit Desipramin behandelter Zellen hinausging [18].…”

“…Im In-vitro-Modell zeigte sich in SJW behandelten hippocampalen Neuronen zudem gesteigertes Neuritenwachstum, das über das mit Desipramin behandelter Zellen hinausging [18]. Die Arbeit konnte damit ein charakteristisches Merkmal neuronaler Plastizität nach Behandlung mit SJW im Zellmodell demonstrieren [17]. Zeichen von gesteigerter Zellreparatur wurden schließlich anhand von Mikrogliaaktivität (Migration) gezeigt [18].…”

“…Erhöhte Entzündungsmarker (z. B. IL-6-Expression in HT22-Neuronen [17]) wurden in In-vitro-Studien mit SJW messbar gesenkt. Zusätzlich regte die Behandlung mit SJW das Wachstum von Neuriten und die Mikrogliaaktivität an, förderte also Plastizität und Reparaturvorgänge.…”