شواهد مولکولی پتانسیل بازدارنده ملاتونین در برابر پیری ناشی از NaAsO2 در موش های صحرایی نر

لطفا تماس بگیریدoscar.xiao@wecistanche.comبرای کسب اطلاعات بیشتر

چکيده:مسمومیت آرسنیک(As) به دلیل قرار گرفتن در معرض آلودگی گسترده است. سطح سمی (As)باعث پیری ناشی از استرس اکسیداتیو و آسیب بافتی می شود. از آنجا که ملاتونین دارای خواص ضد اکسیدانی و ضد پیری است، هدف ما ارزیابی اثر حفاظتی MLT در برابر سمیت آرسنیت سدیم (NaAsO2) است. موش های سالم نر NMRI به هشت گروه مختلف تقسيم شدند. گروه کنترل یک رژیم غذایی منظم استاندارد دریافت کردند. گروه های دیگر با رژیم های غذایی مختلف از جمله MLT به تنهایی، NaAsO2، و NaAsO2 به علاوه MLT درمان شدند. پس از یک ماه درمان، آزمایش های بیوشیمیایی و پاتولوژیک بر روی نمونه های خون، قلب و بافت ریه انجام شد. همچنین، افزایش سطح TNF-α، 8-هیدروکسی-2-دوکسی گوانوزین(8OHdG)، مالون دی آلدهید (MDA)، گونه های اکسیژن واکنشی (ROS)، و جعبه گروه تحرک بالا 1 (HMGB1)، بیان گیرنده TNF نوع 1 مرتبط با دامنه مرگ (TRADD) mRNA و رونوشت معکوس تلومراز را افزایش داد، و بیان کلوتو (KL)mRNA در هر دو پلاسما و بافت را کاهش داد. در مقابل، MLT MDA، ROS، HMGB1، لاکتات، و TNF-α بیان mRNA KL را افزایش داد و بیان mRNA ژن های TERT و TRADD را سرکوب کرد. بنابراین، MLT حفاظت قوی در برابر آسیب بافت ناشی از NaAsO2 و استرس اکسیداتیو را مصادره می کند.

لطفا برای دانستن اطلاعات بیشتر اینجا را کلیک کنید

کليدواژه:پیری؛ Klotho; ملاتونین؛ سدیم آرسنیت; TERT; ترادد

1. مقدمه

آرسنیک یک متالوید و سم شماره یک در فهرست آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده آمریکا (USEPA) از آلودگان اولویت بندی شده [۱] است. این یکی از مهم ترین آلاینده ها در آب های زیرزمینی باقی مانده است [2]. غلظت آن در آب آشامیدنی بیش از 50 میکروگرم در L برای سلامت عمومی امن در نظر گرفته نمی شود، اما چنین سطوحی هنوز هم در بسیاری از کشورها شایع است [1]. همچنین در چندین لوازم آرایشی، پوست، صورت، مو، و محصولات گیاهی تشخیص داده شده است. این است که به طور مستقیم به جریان خون از طریق پوست جذب و سپس تجمع در بدن, باعث اثرات سمی در اندام های مختلف [3]. غیر فعال شدن حدود ۲۰۰ آنزیم باعث سمیت حاد و مزمن آرسنیک می شود؛ بسیاری از این ها در مسیرهای انرژی سلولی و در سنتز DNA و ترمیم نقش دارند.پسوند زندگی سیستانچهتهوع، استفراغ، درد معده، و اسهال نمونه هایی از سمیت حاد هستند، در حالی که سمیت مزمن می تواند منجر به بیماری های چند سیستم و سرطان مؤثر بر اندام های متعدد شود [4]. آرسنیک سیتو توکسیک، موتاژنیک، و ژنوتوکسیک است زیرا باعث آسیب DNA اکسیداتیو می شود، آنزیم های آنتی اکسیدانی را کاهش می دهد، و گونه های اکسیژن واکنش پذیر (ROS)[۵] تولید می کند. فعال شدن تلومراز گامی بسیار مهم در پیشرفت سرطان های انسان است. سرکوب رونویسی ژن تلومراز معکوس (TERT)از بخش کاتالیزوری آن آن را در سلول های سالم سکوت نگه می دارد [6,7]. آرسنیک به عنوان یک عامل کلاستوژنیک بیان تلومراز و طول تلومر را کاهش می دهد و باعث آپوپتوز، نکروز و نسل ROS و القای مرگ سلولی [۸] می شود.

سیستانچه می تواند ضد پیری

ملاتونین (MLT)، هورمونی که توسط gland pineal ترشح می شود، نقش اساسی در تنظیم شبانه روزی دارد. همچنین دارای آنتی اکسیدان، ضد پیری، ایمنی، و اثرات مبارزه با سرطان [9،10]. MLT کمک می کند تا اجتناب از پیری سلولی توسط رادیکال های روبنده و کاهش آسیب اکسیداتیو به میتوکندری [10]. MLT همچنین در کاهش آسیب های ناشی از میتومایسین-C در خون محیطی در موش های صحرایی کمک می کند [11]. MLT می تواند تکثیر سلول های سرطان پستان و آنژیوژنز، تهاجم سلول های سرطانی، و عملکرد تلومراز [12] را مهار کند. MLT باعث کاهش فعالیت تلومراز در سلول های توموری و بیان mRNA زیر یونیت های TERT و TR، بازگرداندن عملکرد تلومراز [13,14] می شود. شواهد نشان می دهد که قرار گرفتن در معرض MLT می تواند در جلوگیری از پیری ناشی از استرس اکسیداتیو نقش داشته باشد. این مطالعه به منظور ارزیابی اینکه آیا درمان MLT می تواند در برابر پیری ناشی از استرس اکسیداتیو که توسط آرسنیت سدیم (Na AsO،) آغاز می شود، محافظت کند یا نه، طراحی شده است.

آرسنیک باعث genotoxicity در خون محیطی انسان, در حالی که همکاری با MLT به طور قابل توجهی کاهش می دهد اقدامات genotoxic [15] و آسیب بافت مغز [16,17].cistanche nzمطالعات آزمایشگاهی نشان داده است که MLT اتوفاگی ناشی از آرسنیت را کاهش می دهد و بیوژنز میتوکندری را در نورون های کشت شده اولیه ترویج می کند [18]. درمان MLT سیتوکین های طرفدار التهابی را کاهش می دهد و پیشنهاد می کند که می تواند CNS را از استرس اکسیداتیو ناشی از آرسنیک، آسیب DNA، و آپوپتوز محافظت کند [19]. MLT همچنین اثرات حفاظتی در برابر سمیت متابولیک ناشی از آرسنیک [20]، سمیت کبد/ کلیه ناشی از آرسنیک، و آسیب بیضه ناشی از آرسنیک [21] نشان داده است. این مطالعات نشان می دهد که MLT در برابر سمیت ناشی از آرسنیک در بافت های خون، کبد، کلیه، و بیضه محافظت می کند. این مطالعه با هدف ارزیابی اینکه آیا درمان ML از بافت های قلب و ریه در برابر پیری ناشی از استرس اکسیداتیو که توسط آرسنیت سدیم (NaAsO)، به عنوان یک اثر حفاظتی بالقوه MLT در برابر پیری ناشی از آرسنیک در این بافت ها آغاز شده است، محافظت می کند یا نه.

2. نتایج

2.1. آرسنیک بافت کل با استفاده از طیف سنج جرم پلاسما استقرایی همراه

غلظت نمونه های بافت قلب و ریه در معرض 1/2,1/3, و 1/10 LD50 NaAsO, با و بدون درمان MLT, در جدول 1 نشان داده شده است. غلظت کل بافت در هر دو بافت قلب و ریه به صورت وابسته به دوز در مقایسه با گروه کنترل افزایش یافت. از سوی دیگر درمان MLI نشان داده شد که غلظت بافت به عنوان پایین تر است.

2.2.نشانگرهای زیستی استرس اکسیداتیو

مالونی دی آلدهید (MDA) به عنوان یکی از نشانگرهای بسیار مهم برای ارزیابی استرس اکسیداتیو شناخته شده است. به عنوان یک سمی درجه بالا، این ترکیب شیمیایی یک تولید جانبی از پراکسیداسیون لیپید سلولی [22]. نمونه های قلب و ریه پس از درمان با دوزیهای مختلف NaAsOz به تنهایی یا همراه با MLT برای ارزیابی نشانگرهای استرس اکسیداتیو مورد بررسی قرار گرفتند. در هر دو نمونه قلب و ریه، ما در بر داشت سطوح مشابهی از استرس اکسیداتیو با مقادیر مختلف NaAsO2 (1/2،1/3، و 1/10 LD50). تفاوت آماری بين سطوح MDA گروه های کنترل و MLT وجود نداشت. افزایش قابل توجهی وابسته به دوز در سطح MDA از 1/10 (هر دو<0.05），1 （both=""><0001）， and="" ld50="" （both=""><0001）naaso2 groups="" was="" observed,="" in="" contrast="" to="" the="" control="" and="" mlt="" groups.="" however,="" mlt="" treatment="" prevented="" the="" increase="" in="" naaso2-induced="" mda="" levels="" in="" both="" heart="" and="" lung="" samples="" compared="" to="" the="" +ld50="" naaso2="" group.="" a="" significant="" decrease="" in="" mda="" levels="" in="" the="" mlt="" +="" naaso2="" group="" was="" observed.="" these="" findings="" indicate="" that="" exposure="" to="" mlt="" can="" help="" reverse="" higher="" oxidative="" stress="" levels="" caused="" by="" naaso2="" (table="">

2.3. واکنش گونه اکسیژن

گونه های اکسیژن واکنشی (ROS) متعلق به مشتقات اکسیژن هستند؛ آنها آسیب عملکرد سلولی و اثرات سمی. مولکول های ROS از یک اکسیژن و چندین الکترون تعمیر نشده در طول التهاب تشکیل شده اند [۲۳]. نمونه های قلب و ریه پس از درمان با دازهای مختلف NaAsO، به تنهایی یا در ترکیب با MLT برای ارزیابی گونه های واکنش پذیر اکسیژن مورد بررسی قرار گرفتند. در هر دو نمونه قلب و ریه، ما در بر داشت سطوح مشابه ROS با مقادیر مختلف NaAsO،(1/2،1/3، و 1/10 LD50). تفاوت آماری بين سطوح ROS کنترل و گروه های MLT وجود نداشت.اندازه آلت تناسلی مرد cistancheافزایش قابل توجهی وابسته به دوز در ROSlevels از 1/10، 1/3، وLD50 NaAsO، گروه (allp<0.0001)was observed,="" in="" contrast="" to="" the="" control="" and="" mlt="" groups.="" however,="" mlt="" treatment="" prevented="" the="" increase="" in="" naaso2-induced="" ros="" levels="" in="" both="" heart="" and="" lung="" samples="" compared="" to="" the'="" ld50="" naaso2="" group.="" a="" significant="" decrease="" in="" ros="" levels="" in="" the="" mlt+="" naaso,="" group="" (all=""><0.0001)was observed.="" these="" findings="" indicate="" that="" exposure="" to="" mlt="" can="" help="" reverse="" the="" increase="" in="" reactive="" oxygen="" species="" levels="" caused="" by="" naaso2="" (table="">

2.4. طرفدار التهاب TNF-& Cytokine

یکی از سیتوکین های ضروری طرفدار التهاب در مرحله اولیه التهاب، فاکتور نکروز تومور-آلفا (TNF-α) است. این سیتوکین زمانی از ماکروفاژ آزاد می شود که یک مسیر التهابی آغاز می شود که باعث اختلال عملکرد سلولی می شود. TNF-α یک میانجی سیستم ایمنی بدن در پاسخ به عوامل بیماری زا داخلی یا خارجی [24]. نمونه های پلاسما پس از درمان با دازهای مختلف NaAsO، به تنهایی یا در ترکیب با MLT برای ارزیابی TNF-c مورد بررسی قرار گرفتند. تفاوت آماری در سطوح TNF-o گروه های کنترل و MLT وجود نداشت. افزایش معنی دار وابسته به دوز در سطح TNF-α 10/1/3، و 5 LD50 NaAsO، گروه ها (همه 001/0p<0.0001)was observed,="" in="" contrast="" to="" the="" control="" and="" mlt="" groups.="" however,="" mlt="" treatment="" prevented="" the="" increase="" in="" naaso2-induced="" tnf-α="" levels="" compared="" to="" the}="" ld50="" naaso2="" group.="" a="" significant="" decrease="" in="" tnf-α="" levels="" in="" the="" mlt+="" naaso2="" group="" was="" observed.="" these="" findings="" indicate="" that="" exposure="" to="" mlt="" can="" help="" reverse="" the="" increase="" in="" tnf-α="" levels="" caused="" by="" naaso2="" (figure="">

2.5. بالا تحرک گروه جعبه 1 سطح

گروه تحرک بالا box1(HMGB1)، یک پروتئین هسته ای محفوظ و میانجی دیرهنگام مسیرهای التهابی، نقش نظارتی در آسیب سلولی در طول التهاب دارد [25]نمونه های قلب و ریه برای سطح HMGB1 مورد بررسی قرار گرفتند. از نظر آماری تفاوت معنی داری بين سطح کنترل HMGB1 و گروه های MLT وجود نداشت. در مقایسه با گروه های کنترل و MLT، افزایش قابل توجهی در سطح HMGB1 در گروه LD50 NaAsO2 (هر دو p<0.0001） was="" observed.="" however，="" compared="" to="" the号ld50="" naaso,="" group,="" mlt="" treatment="" prevented="" the="" increase="" in="" naaso2-induced="" hmgb1="" levels="" in="" both="" heart="" and="" lung="" samples.="" a="" significant="" decrease="" in="" levels="" of="" hmgb1="" was="" observed="" in="" the="" mlt+="" naaso2="" group.="" these="" results="" show="" that="" exposure="" to="" mlt="" will="" help="" reverse="" high="" levels="" of="" hmgb1="" induced="" by="" naaso2="" (figure="">

2.6.8-هیدروکسی-2-دوکسیگوانوزین سطح

۸-هیدروکسی-۲-دوکسی گوانوزین (۸-OHG) یک محصول اکسیداسیون DNA است که به عنوان یک نشانگر استرس اکسیداتیو تثبیت می شود. عوامل محیطی بر هیدروکسیلاسیون گوانو-سینه تأثیر می گذارد [26]. نمونه های پلاسما پس از درمان با دازهای مختلف NaAsO، به تنهایی یا همراه با MLT برای ارزیابی 8OHdG مورد بررسی قرار گرفتند. بین سطوح کنترل 8OHdG و گروه های MLT تفاوت آماری وجود نداشت. افزایش معنی دار در سطح 8OHdG در 1/2 و 1/3 LD50 NaAsO، گروه (هر دو<0.0001)were observed,="" in="" contrast="" to="" the="" control="" or="" mltgroup.="">پودر سیستانچهبا این حال، درمان MLT از افزایش سطح 8OHdG ناشی از NaAsO در مقایسه با LD50 NaAsO، گروه جلوگیری کرد. کاهش معنی دار سطح 8OHdG در گروه MLT+ NaAsO2 مشاهده شد. این یافته ها نشان می دهد که قرار گرفتن در معرض MLT می تواند به معکوس کردن آسیب DNA اکسیداتیو ناشی از NaAsO کمک کند،(شکل 3).

2.7.سطح لاکتات

سنتز لاکتات در طول اختلال در عملکرد سلولی و بالا رفتن واکنش های بی هوازی افزایش می یابد. سطح لاکتات بالا شاخص آسیب میتوکندری و هیپوپرفاسیون بافت [27]. نمونه های قلب و ريه پس از درمان با دازهای مختلف NaAsO، به تنهايي يا با MLT برای ارزيابی لاکتات مورد بررسی قرار گرفتند. ما سطوح مختلف لاکتات را در نمونه های قلب و ریه پیدا کردیم. تفاوت آماری بين سطوح لاکتات کنترل و گروه های MLT وجود نداشت.

در مقابل گروه کنترل یا MLT، افزایش قابل توجهی در سطح لاکتات در گروه های 3/10،1/3 وLD50 NaAsO2 مشاهده شد. با این حال، درمان MLT از افزایش سطح لاکتات ناشی از NaAsO2 در هر دو نمونه قلب و ریه در مقایسه با 1/10 LD50 NaAsO2 و} LD50 NaAsO، گروه ها (allp) جلوگیری کرد.<0.0001). a="" significant="" decrease="" in="" lactate="" levels="" in="" the="" mlt+="" naaso2="" group="" was="" observed.="" these="" findings="" indicate="" that="" exposure="" to="" mlt="" can="" help="" reverse="" increased="" lactate="" levels="" caused="" by="" naaso,(table="">

2.8.Real-Time Reverse Transcription PCR برای بیان ژن

در حضور (تغییر برابر 0.09)و 1/3 (تغییر برابر 0.23)LD50 از NaAsO2 (هر دو p<0.0001), the="" mrna="" expression="" level="" of="" the="" anti-aging="" kl="" gene="" in="" the="" heart="" samples="" was="" significantly="" downregulated="" compared="" to="" the="" control="" (fold="" change="" 1.02)="" or="" mlt="" (fold="" change="" 1.02)groups(both=""><0.0001). on="" the="" other="" hand,="" mlt="" treatment="" tended="" to="" reduce="" the="" effects="" of="" naasoz,="" as="" demonstrated="" by="" the="" higher="" mrna="" expression="" levels="" of="" kl="" genes="" in="" all="" treatment="" groups=""><0.0001) compared="" to="" the="" +ld50="" naaso2="" group.="" in="" the="" +,="" 1/3,="" and="" 1/10ld50="" naaso2+mlt="" treatment="" groups,="" the="" mrna="" kl="" gene="" expression="" level="" increased="" compared="" to="" the="" +ld50="" naasoz="" group="" (all=""><0.0001). tert="" is="" a="" telomerase="" catalytic="" subunit="" that,="" along="" with="" the="" telomerase="" rna="" component="" (terc),="" forms="" the="" fundamental="" unit="" of="" the="" telomerase="" complex.="" in="" normal="" cells,="" tert="" gene="" expression="" is="" inactive="" or="" very="" low.="" in="" comparison="" to="" the="" control="" (fold="" change="" 1.00)="" and="" mlt="" (fold="" change="" 0.92）="" groups，="" we="" observed="" that="" exposure="" to="" （fold="" change="" 2.54）and="" 1/3（fold="" change="" 2.30）ld50="" naaso2="" (both=""><0.001)significantly doubled="" tert="" gene="" mrna="" expression.="" on="" the="" other="" hand,="" mlt="" exposure="" tended="" to="" minimize="" and="" normalize="" tert="" overexpression="" in="" the="" treatment="" groups.="" the="" +="" and="" 1/10ld50="" naaso2="" +="" mlt="" treatment="" groups="" had="" significantly="" decreased="" mrna="" tert="" gene="" expression="" (both=""><0.001). tradd="" is="" a="" human="" adaptor="" protein="" responsible="" for="" programmed="" cell="" death="" and="" is="" encoded="" by="" the="" tradd="" gene.="" similar="" to="" tert,="" in="" comparison="" to="" the="" control="" (1.03-fold)="" and="" mlt="" (1.02-fold)="" groups,="" we="" observed="" that="" exposure="" to="" （1.81-fold）="" and="" 1/3（1.56-fold）ld50="" naaso2（both=""><0.05）significantly increased="" tradd="" gene="" mrna="" expression.="" when="" compared="" to="" the="" ld50="" naaso2="" group，="" mlt="" treatment="" reduced="" tradd="" gene="" mrna="" expression="" by="" 1.16="" and="" 1.09-fold="" in="" the="" +="" and="" 1/10="" ld50="" naaso2+mlt="" treatment="" groups="" (both=""><0.05)(figure>

2.9.ارزیابی بافتی بافت های قلب و ریه

نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل بافت شناسی بافت های قلب و ریه بازیابی شده از موش های صحرایی تحت درمان با ملاتونین و NaAsOz در دوزیهای 1/2،1/3،1/10 در شکل 5 ارائه شده است. هر گونه تغییر، از جمله ازدحام، پاسخ التهابی حاد، نکروز، خونریزی، یا هیپرمی، در گروه های مختلف به طور مقایسه ای ارزیابی شده است. ميکروگراف های بافت قلب و ريه از دزهای 1/3 و 10/1 بدون هيچ گونه تغييرات هيستوپاتولوژيکی طبیعی بودند. بررسی هيستوپاتولوژيک گروه تزريق شده با دوز 2/1 آرسنيک نکروز سلول ميوکارد را نشان داد.عصاره سیستانچه سالسا،با این حال، در گروه دوز 1/2، که ملاتونین نیز دریافت کرد، نکروز کمتری از بافت قلب آشکار بود. هنگامی که در مقایسه با گروهی که ملاتونین و آرسنیک 1/2 را در ریه دریافت کردند، گروه دریافت کننده تنها 2/1 آرسنیک بیشتر هیپرمی، پلاسما و نفوذ سلول های التهابی را نشان دادند.

این مقاله از مولکول های 2021، 26، 6603 استخراج شده است. https://doi.org/10.3390/molecules26216603 https://www.mdpi.com/journal/molecules