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Patchouli alcohol protects against chronic unpredictable mild stress-induced depressant-like behavior through inhibiting excessive autophagy via activation of mTOR signaling pathway - 30/05/20

Doi : 10.1016/j.biopha.2020.110115 
Jianyi Zhuo a, 1, Baoyi Chen a, 1, Chaoyue Sun b, Tao Jiang c, Zhiwei Chen a, Yanlu Liu a, Juan Nie a, Hongmei Yang a, Jingna Zheng a, Xiaoping Lai a, Ziren Su a, Chuwen Li d, , Yucui Li a,
a Mathematical Engineering Academy of Chinese Medicine, Guangdong Provincial Key Laboratory of New Drug Development and Research of Chinese Medicine, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou, 510006, China 
b State Key Laboratory of Oncology in South China, Department of Experimental Research, Sun Yat-Sen University Cancer Center, 510060, Guangzhou, China 
c Laboratory Animal Center, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou, 510006, China 
d Key Laboratory of Molecular Target & Clinical Pharmacology, School of Pharmaceutical Sciences, Guangzhou Medical University, Guangzhou, 510006, China 

Corresponding author at: Mathematical Engineering Academy of Chinese Medicine, Guangdong Provincial Key Laboratory of New Drug Development and Research of Chinese Medicine, Guangzhou University of Chinese Medicine, No. 232, Waihuandong Road, Higher Education Mega Center, Guangzhou, China.Mathematical Engineering Academy of Chinese MedicineGuangdong Provincial Key Laboratory of New Drug Development and Research of Chinese MedicineGuangzhou University of Chinese MedicineNo. 232, Waihuandong RoadHigher Education Mega CenterGuangzhouChina⁎⁎Corresponding author.

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Highlights

Patchouli alcohol has antidepressant-like effect on the chronic unpredictable mild stress model.
Patchouli alcohol increases the expression of synaptic proteins by activating the mTOR signaling pathway.
Patchouli alcohol inhibits excessive autophagy and restores autophagic flux through activating the mTOR signaling pathway.

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Abstract

Patchouli alcohol (PA), a tricyclic sesquiterpene, is the major chemical component of patchouli oil. This study investigated the antidepressant-like effect and mechanism of PA in chronic unpredictable mild stress (CUMS). Our results showed that PA markedly attenuated CUMS-induced depressant-like behaviors, including an effective increase of sucrose preference and spontaneous exploratory capacity, as well as reduction of immobility time. In addition, PA markedly attenuated CUMS-induced mTOR, p70S6K, and 4E-BP-1 phosphorylation reduction in the hippocampus. Furthermore, PA reversed CUMS-induced increases in LC3-II and p62 levels and CUMS-induced decrease in PSD-95 and SYN-I levels. These results indicated that the antidepressant-like effect of PA was correlated with the activation of the mTOR signaling pathway. Moreover, behavioral experimental results showed that the antidepressant-like effect of PA was blocked by rapamycin (autophagy inducer and mTOR inhibitor) and chloroquine (autophagic flux inhibitor). These results suggest that PA exerted antidepressant-like effect in CUMS rats through inhibiting autophagy, repairing synapse, and restoring autophagic flux in the hippocampus by activating the mTOR signaling pathway. The results render PA a promising antidepressant agent worthy of further development into a pharmaceutical drug for the treatment of depression.

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Abbreviations : PA, CUMS, OFT, FST, SPT, mTOR, 4E-BP-1, p70S6K, PSD-95, SYN-I, LC3, ELISA, SD, RIPA

Keywords : CUMS, Antidepressant-like effect, patchouli alcohol, mTOR, Autophagy, Synaptic proteins


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Vol 127

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