Pitseatannool soodustab maksa ja neerude AMPK/SIRT1/PGC-1 mitokondriaalset rada rottidel, kes on kokku puutunud reserpiini- või gammakiirgusega
Mar 31, 2022
Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
Abstraktne
Inimeste kokkupuude gammakiirguse kiiritusravi doosidega võib põhjustada hiliseid tagajärgi, mis mõjutavad negatiivselt vähihaigete elukvaliteeti, töövõimalusi ja üldist tervist. See uuring viidi läbi selleks, et uurida Piceatannooli (PIC) rolli "mitokondriaalse biogeneesi" signaaliülekande protsessis kui võimalikku stressis loomamudeli(te)s esile kutsutud häirete juhtimist kas gammakiirguse (IR) või reserpiini manustamisega. RES); mitokondriaalse kompleks-I inhibiitorina. PIC (10 mg/kg BW/päevas; suukaudselt) manustati rottidele 7 päeva jooksul pärast kokkupuudet ägeda kiirgusdoosiga (6 Gy) või pärast ühekordset reserpiini süstimist (1 g/kg kehamassi kohta; sc). Võrreldes reserpiini või -kiirgusega on PIC nõrgenenudmaksajaneerude mitokondriaalne oksüdatiivnestress, mida tähistab lipiidperoksiidide ja NO sisalduse oluline vähenemine koos SOD, CAT, GSH-PX ja GR aktiivsuste olulise indutseerimisega. PIC on samuti oluliselt leevendanud põletikumarkerite, TNF- ja IL-6 ning apoptootiliste markerite, tsütokroom c ja kaspaas-3 suurenemist. Oksüdatiivse stressi, põletiku ja apoptootiliste reaktsioonide vähenemine oli seotud mitokondriaalse biogeneesi olulise paranemisega, mida näitas SIRT1/p38-AMPK, PGC-1 signaaliraja suurenenud ekspressioon ja valkude koesisaldus. Tulemusi kinnitab mitokondriaalse funktsiooni märkimisväärne paranemine, mida kinnitab ATP sisalduse kõrgem tase ja kompleks I aktiivsus, lisaks paranemisele.maksajaneerufunktsioonid. Lisaks tehakse histopatoloogilised uuringudmaksajaneerukudednäitas, et PIC on moduleerinud koe arhitektuuri pärast reserpiini või gammakiirguse põhjustatud koekahjustust. Piceatannool parandab mitokondriaalseid funktsioone, reguleerides oksüdantide/antioksüdantide tasakaalustamatust, põletikulisi ja apoptootilisi reaktsioone, mis viitab selle võimalikule kasutamisele adjuvantravina kiiritusravi protokollides nõrgendamiseks.maksajaneerukahjustused.
Märksõnad:gammakiirgus, mitokondriaalne kahjustus, pitseatannool, reserpiin, maks, neerud
SissejuhatusKiiritusravi ehk kiiritusravi on ioniseeriva kiirguse kasutamine vähirakkude hävitamiseks ja valitud metastaaside kontrolli all hoidmiseks. Enamik vähipatsiente saab vähiravi osana kiiritusravi, sealhulgas rinna-, eesnäärme-, emakakaela-, pea- ja kaela-, kopsu- ja ajuvähk, samuti sarkoomid.1 Kõrvaltoimed tulenevad tervete rakkude ja kudede kahjustusest. raviala lähedal. Kõhuõõne terapeutiline kiiritamine soolevähi raviks on tavaliselt seotud mittespetsiifilise kõhuvalu suurema esinemissagedusega kui varem kiiritust mittesaanud patsientidel täheldatud aastaid pärast ravi.2 Goldberg ja Lehnert3 väitsid, et mittevähiliste kudede kahjustuste vältimine väljaspool ravi sihttsoon on ioniseeriva kiirguse (IR) kasutamisel peamine prioriteet. Kiirgusest põhjustatud oksüdatiivne stress hõlmab mitmesuguseid kahjulikke rakukahjustusi, sealhulgas muutusi geeniekspressioonis, suurenenud rakusisest ROS-i tootmist, mitokondriaalseid kahjustusi ja apoptoosi. Samamoodi seostasid mitmed aruanded ksenobiootikumide indutseerimistmaksateatud tüüpi tegurite, sealhulgas oksüdatiivse stressi, põletikulise reaktsiooni ja rakusurma vigastused.
Mitokondriaalne kompleks-I, elektronide transpordiahela suurim ja keerulisem ensüüm ning elektronide sisenemispunkt hingamisahelasse, peetakse üldise hingamise kiirust piiravaks etapiks ja seega on sellel ülioluline roll energia metabolismis.4 Mutatsioonid selle alaühikutes põhjustavad laia valikut pärilikke neuromuskulaarseid ja metaboolseid häireid.5 On dokumenteeritud, et reserpiin inhibeerib kompleksi I, stimuleerib põletikuga seotud reaktiivseid hapniku/lämmastiku liike ja mitokondriaalset düsfunktsiooni erinevates elutähtsates organites.6
Raku mitokondriaalne maht moodustab umbes 4–25 protsenti rakkude kogumahust; sõltuvalt raku tüübist ja olekust on mitokondrid seega tsütoplasmaatilise kiiritamise oluline sihtmärk.7 Mitokondrid mängivad kudede bioenergeetilises seisundis otsustavat rolli; Seetõttu peetakse selle düsfunktsiooni haiguste peamiseks vallandajaks.8 Peroksisoomi proliferaatoriga aktiveeritud retseptor-gamma koaktivaator-1 (PGC-1) on oluline transkriptsiooni kaasaktivaator, mis kutsub esile nii mitokondriaalse metabolismi kui ka biogeneesi molekulaarne tase. On teatatud, et PGC-1 omab pöördelist rolli mitmesugustes haigustes, mille puhul ilmnes pärast keemia- ja kiiritusravi muutunud ekspressiooni paljudes elundites.9 Siiski on selle roll kiirgusest põhjustatud mitokondriaalses düsfunktsioonis endiselt ebaselge. PGC-1 aktiveerimist on kontrollitud peroksisoomi proliferaatoriga aktiveeritud retseptorite (PPAR), AMP-aktiveeritud proteiinkinaasi (AMPK) ja Sirtuin1 (SIRT1) kaudu. Lühidalt, AMPK fosforüülimine soodustab PGC ekspressiooni ja aktiveerimist-1; samuti deatsetüleerib ja aktiveerib SIRT1 PGC-1, reguleerides mitokondriaalset biogeneesi.10 Seega võivad SIRT1- vahendatud PGC-1 signaaliradu aktiveerivad ained olla antioksüdantide ja mitokondriaalse funktsionaalsuse reguleerimisel üliolulised. teatud ekso- või endotoksiinide põhjustatud toksilise hävitamise järgsed seisundid.11 Selliste ainete näide on pitseatannool (PIC), stilbeenide rühma kuuluv polüfenool; resveratrooli analoog, mis esineb looduslikult taimedes. Näiteks sisaldavad nii punased kui ka valged viinamarjad PIC-i vastavalt kontsentratsioonis 374 ja 43 ng/g.11 Lisaks on passioniviljad ja Vaccinium marjad rikkad PIC-sisaldusega.12,13 Teatati, et PIC-l on lai spekter bioloogilisi toimeid tegevused, sealhulgas diabeedivastased, närvisüsteemi kaitsvad, kardioprotektiivsed, allergiavastased ja vananemisvastased.14–16 Samuti kaitseb see võrkkesta pigmendi epiteelirakke UV-B-kiirguse eest.17 Ülaltoodud üksikasjaliku teabe valguses oli selle uuringu eesmärk moduleerida kiirguse poolt vahendatud mitokondriaalne düsfunktsioon võrreldes klassikalise mitokondriaalse toksiini poolt põhjustatud düsfunktsiooniga; reserpiin, keskendudes pitseatannooli võimalikule toimele nii stressorite põhjustatud maksa- kui ka neerukahjustuste vastu.
materjalid ja meetodid
Materjalid:Reserpiin (metüülreserpaat 3,4, 5-trimetoksübensoehape), pitseatannool (3,3',4,5'-tetrahüdroksüstilbeen) ja kõik muud keemilised reaktiivid, lahustid ja puhvrid saadi firmalt Sigma Aldrich Chemical Co. Louis, MO, USA). Loomad: Käesolevas uuringus kasutati isaseid Wister Albino rotte kaaluga 150–180 g; need osteti Egiptuse bioloogiliste toodete ja vaktsiinide valdusettevõtte aretusüksusest. Loomi hoiti standardpuurides ning neil oli vaba juurdepääs veele ja standardsele laboratoorsele dieedile; kõik loomad allutati standardsetele temperatuuritingimustele ja valguse-pimeduse tsüklile. Käesolev uuring viidi läbi vastavalt Kairo, Egiptuse riikliku kiirgusuuringute ja tehnoloogia keskuse (NCRRT) teaduseetika komitee juhistele (viitenumber: 195/7/2020), mis vastasid rahvusvahelistele juhistele. laboriloomade nõuetekohase hooldamise ja kasutamise eest ning järgis laboriloomade hooldamise ja kasutamise juhendis (NIH väljaanne nr 85–23, 1996) sätestatud asjakohaseid õigusakte.
Kiiritusprotsess:Ühekordne doos 6 Gray (Gy) gammakiirgust edastati kogu rottide kehale doosikiirusega 0,67 Gy/min, tehti NCRRT-s (Kairo, Egiptus), kasutades Kanada gammakiirgust. rakk-40 (137tseesium). Kiirgusdoosi arvutasid NCRRT dosimeetriaspetsialistid, võttes aluseks 137-tseesiumi allika kiirgava doosikiiruse, mis oli 0,67 Gy/min, mida kinnitasid NCRRT rutiinsed plaanilise doosi kaardistamise ja valideerimise uuringud.
Eksperimentaalne disain:PIC mõju hindamiseks reserpiini/kiirguse poolt indutseeritud mitokondriaalsele düsfunktsioonile jagati rotid juhuslikult kuue katserühma; iga rühm koosnes kaheksast loomast. Kontrollrühm (C): normaalsed rotid. PIC-rühm: rotid said seitsme järjestikuse päeva jooksul suukaudselt pitseatannooli annuses 10 mg/kg/päevas. IR-rühm: kiiritatud rotid, kellele manustati ägedat annust 6 Gy. IR pluss PIC rühm: rotid said pärast kiiritamist (6 Gy) suukaudselt PIC-i, nagu eespool mainitud. RES grupp; rotid said ühe reserpiini süsti; sc, annuses 1 g/kg. RES pluss PIC grupp; rotid said suukaudselt PIC-i pärast reserpiini süstimist (nagu eelnevalt mainitud). Käesolevas uuringus manustatud PIC-, IR- ja RES-annused põhinesid vastavalt varasematel uuringutel 18–20.
Vere- ja koeproovide võtmine:Katseperioodi lõpus anesteseeriti rotid intraperitoneaalse uretaani süstimisega (1,2 g/kg kehamassi kohta),21 seejärel surmati emakakaela dekapitatsiooniga. Veri koguti hepariniseeritud ja hepariniseerimata katsutitesse, et eraldada plasma ja seerum; vastavalt tsentrifuugimisega 3000 x g juures 15 minutit, kasutades Hettich Mikro 22R tsentrifuugi UP8U'I (Tuttlingen, Saksamaa). Lõigatud maksa- ja neerukoe proovid koguti ja jagati kaheks osaks; millest esimest säilitati -80 kraadi juures antioksüdantide biomarkerite, põletikueelsete vahendajate, apoptootiliste markerite ja geeniekspressioonide edasiseks hindamiseks. Teine osa maksa- ja neeruproovidest fikseeriti 10% neutraalses formaliinis ja valmistati ette histopatoloogiliseks uuringuks.
meetodid
Mitokondriaalse fraktsiooni eraldamine:Maksa ja neeru mitokondriaalsed fraktsioonid valmistati Lampli et al.22 kirjeldatud meetodil. Lühidalt, kuded homogeniseeriti jääl, kasutades teflonuia homogenisaatorit söötmes, mis sisaldas 250 mM sahharoosi, 10 mM Tris-HCl ja 1 mM etüleeni. diamiintetraäädikhape (EDTA), pH 7,2 4 kraadi juures. Homogenaati tsentrifuugiti 600 × g juures 10 minutit ja seejärel supernatanti tsentrifuugiti 5 minutit 15, 000 × g juures, et saada mitokondriaalne pellet. Mitokondriaalsete fraktsioonide valgusisaldus määrati Bradfordi meetodil.23
Mitokondriaalse oksüdatiivse stressi seisundi hindamine:Lipiidide peroksüdatsiooni ulatust hinnati malondialdehüüdi (MDA) tiobarbituurhappe testiga, mida kasutati vastavalt Yoshioka jt kirjeldusele.24 Lämmastikoksiidi (NO) mõõdeti Miranda jt 25 Superoksiidi dismutaasi (SOD) meetodil. katalaasi (CAT), glutatioonreduktaasi (GR) ja glutatioonperoksidaasi (GSH-Px) tasemed määrati Kakkar jt,26 Bergmeyer jt,27 Goldberg ja Spooner,28 ja Gross et al., meetoditega. vastavalt 29.
Mitokondriaalse funktsiooni hindamine:Hingamisahela kompleksi I aktiivsus määrati spektrofotomeetriliselt ja väljendati µmoolides redutseeritud või oksüdeeritud substraadi minutis ühe milligrammi mitokondriaalse valgu kohta. Kompleksi I (NADH-ubikinoonoksidoreduktaasi) aktiivsust analüüsiti, kasutades elektroni aktseptorina 100 μmol l-1 detsüülubikinooni ja doonoriks 200 μmol l-1 NADH 10 mmol l-1 KH2PO4/K2HPO4/K2HPO5 puhvris. 3,75 mg·mL-1 BSA, 2 mmol l-1 KCN ja 7,5 μmol l-1 antimütsiini A. Seejärel mõõdeti NADH oksüdeerumist lainepikkusel 340 nm.30 ATP kontsentratsiooni mõõdeti komplektiga (kat. nr S0027, Beyotime Biotechnology, Jiangsu, Hiina) vastavalt tootja juhistele. Maksa- ja neerufunktsiooni hindamine: Aspartaataminotransferaasi (AST, kat. nr 261 002), alaniinaminotransferaasi (ALT, kat. nr. 263 002) ja aluselise fosfataasi (ALP, kat. nr. Nr 217 002) määrati maksafunktsiooni biomarkeritena, kasutades kaubanduslikke komplekte (Spectrum Diagnostics Co., Kairo, Egiptus) vastavalt tootja protokollile. Samamoodi; neerufunktsiooni hindamiseks kvantifitseeriti seerumi uurea ja kreatiniini tase, kasutades Bio-Mid Diagnostics Kits (kat. nr URE118100 ja CRE106100, Kairo, Egiptus) vastavalt tootja juhistele.
Põletikumarkerite hindamine:Roti seerumis põletikueelsed tsütokiinid; kasvaja nekroosifaktor-alfa (TNF-, kat. nr. RTA00) ja interleukiin 6 (IL-6, kat. nr SR6000B) uuriti komplektide abil, mis osteti ettevõttelt R&D Systems, Inc., Minneapolis , USA.
Apoptootiliste markerite hindamine:Tsütokroom-c (Cyt-c, kat. nr MITOISO1, Sigma Aldrich, St Louis, MO, USA) ja kaspaasi-3 (CSB, kat. nr -E08857r, Cusabio Biotech, Ltd.) valgu tasemed , Hiina) maksa- ja neeruhomogenaadid kvantifitseeriti ELISA meetodil vastavalt tootja juhistele.
Mitokondriaalse PGC molekulaarne hindamine- 1:PGC-1 valgusisaldus rottide maksa- ja neeruhomogenaatides määrati ELISA komplekti (CSB-EL018425RA, Cusabio Biotech, Ltd., Hiina) abil, kõik protseduurid viidi läbi vastavalt tootja juhistele.
SIRT1 ja PGC-1 mRNA geeniekspressioonide tuvastamine maksa- ja neerukudedes kvantitatiivse reaalajas PCR-iga (qRT-PCR):Kogu RNA ekstraheeritimaksajaneerukudehomogeniseerida kasutades RNeasy puhastusreagenti (Qiagen, Valencia, CA) vastavalt tootja juhistele. Ekstraheeritud RNA kvaliteedi hindamiseks kasutati geelelektroforeesi. Esimese ahela cDNA sünteesiti 4 ug kogu RNA-st, kasutades Oligo (dT)12-18 praimerit ja Superscript™ II-RNaasi pöördtranskriptaasi. Seda segu inkubeeriti seejärel 42 kraadi juures 1 tund, komplekt osteti ettevõttest SuperScript Choice System (Life Technologies, Breda, Holland). Kasutades reaalajas PCR-i (RT-PCR) koos SYBR Green PCR Master Mix'iga (Applied Biosystems, Foster City, CA USA) vastavalt Livaki ja Schmittgeni31 kirjeldatud meetodile, normaliseeriti iga proovi geeniekspressioon: aktiini järgmiselt:
Immunoblotanalüüs:Roti maksa ja neeru homogenaate kasutati Western blot analüüsiks, nagu on eelnevalt määratlenud Mingone et al.32, kasutades homogeniseerimislüüsipuhvrit (Sigma-Aldrich, St. Louis, MD, USA). Lüsaadi koguvalgusisalduse kvantifitseerimiseks kasutati BCA analüüsikomplekti (Thermo Fisher Scientific), seejärel laaditi iga proov 8-protsendilisele naatriumdodetsüülsulfaadi-polüakrüülamiidi geelelektroforeesile (SDS-PAGE) ja kanti nitrotselluloosmembraanile (Amersham Bioscience, Piscataway, New Jersey, USA), kasutades poolkuivat ülekandeseadet (Bio-Rad, Hercules, California). Membraanid inkubeeriti 5% rasvavaba piima blokeeriva puhvriga, mis sisaldas 10 mmol Tris-HCl (pH 7,4), 150 mmol NaCl ja Tris-puhverdatud soolalahust 0,05% Tween- 20-ga (TBST). 4 kraadi juures ööseks. Seejärel pesti membraane TBST-ga ja inkubeeriti anti-SIRT1, anti-p{18}} ja anti-pp-38 (Thr180/Tyr182) antikehadega (1:500, Cell Signaling Technologies). , Danvers, MA), üleöö rullloksutil 4 kraadi juures. Immunoblotanalüüs viidi läbi, kasutades näidatud primaarset antikeha, millele järgnes sobiv mädarõika peroksidaasiga (HRP) konjugeeritud kitse immunoglobuliini (Amersham Biosciences). Kemiluminestsentsi tuvastamine viidi läbi, kasutades Amershami tuvastuskomplekti vastavalt tootja protokollidele ja eksponeeriti röntgenfilmiga. Valgutasemed kvantifitseeriti autoradiogrammide densitomeetrilise analüüsiga, kasutades skaneerivat laserdensitomeetrit (Biomed Instruments). Tulemused määrati pärast -aktiini valgu ekspressiooni (kui majapidamisvalgu) normaliseerimist.
Histopatoloogiline uuring
Maksa- ja neerukudede proovid fikseeriti 10% formaldehüüdi lahuses ja sisestati standardmeetodite abil parafiini. Lõigatud kudesid 3- μm juures töödeldi hematoksüliin-eosiini (H&E) peitsiga. Valgusmikroskoobi all kontrolliti värvitud lõike.33. Hepatotsüütide histopatoloogilised muutused ja periportaalse lümfotsüütide infiltratsiooni määr registreeriti Ramose jt järgi34.neeru-kahjustused hinnati vastavalt Zhang et al.35
Themaksakahjustused hinnati vastavalt järgmistele kriteeriumidele:
Statistilised analüüsid
Erinevate rühmade võrdlus viidi läbi ühesuunalise dispersioonanalüüsi (ANOVA) abil. See on parameetriline statistiline analüüs, mis võrdleb rühmadevahelist ja -sisest dispersiooni, et mõõta erinevusi kahe või enama rühma vahel. Kogu statistiline analüüs viidi läbi, kasutades tarkvaraprogrammi SPSS (Statistical Program for Social Science) (SPSS® Chicago, IL, USA) versiooni 15.{3}}. Iga väärtus tähistab iga rühma kaheksalt loomalt kogutud keskmist ± standardhälvet. Keskmiste erinevust peeti oluliseks, kui P <>
Tulemused
PIC mõju maksa ja neerude mitokondriaalsele oksüdatiivsele stressile:Mis puudutab RES ja IR mõjusidmaksaOksüdatiivse stressi seisundi tõttu on maksa MDA sisalduse märkimisväärne suurenemine seotud SOD, CAT, GSH-Px ja GR mitokondriaalse aktiivsuse ilmse pärssimisega RES ja IR rühmades võrreldes kontrollrühmaga. PIC-ravi on oluliselt nõrgendanud RES-i ja IR-indutseeritud maksa MDA sisalduse tõusu ja taastanudmaksaSOD, CAT, GSH-Px ja GR mitokondriaalne aktiivsus, mida täheldati PIC pluss RES ja PIC plus IR rühmades võrreldes RES ja IR töötlemata rühmade omadega (tabel 1).
Seoses PIC mõjuga RES-i ja IR-indutseeritud vastuneerukahjustus,nefrotoksilisuse biomarkerid; seerumi uurea ja kreatiniini taset. Tabelis 1 esitatud tulemused näitasid seerumi uurea ja kreatiniini taseme märkimisväärset tõusu, millega kaasnes neerude MDA sisalduse suurenemine koos inhibeerimiseganeeru-mitokondriaalsed SOD, CAT, GSH-Px ja GR aktiivsused RES ja IR rühmades võrreldes kontrollrühmaga. Teisest küljest muutis PIC need mõjud ümber, kuna see vähendas oluliselt seerumi uurea ja kreatiniini taset ning neerude MDA sisaldust. Veelgi enam, PIC-i manustamine kutsus esile neerude mitokondriaalse SOD, CAT, GSH-Px ja GR aktiivsuse olulise tõusu PIC pluss RES ja PIC plus IR rühmades võrreldes RES ja IR rühmadega (tabel 1).
Piceatannooli toime põletikumarkeritele ning maksa- ja neerufunktsioonidele
Seerumi maksaensüümide aktiivsus; Reserpiini (RES) manustamise ja ioniseeriva kiirguse (IR) kokkupuute põhjustatud maksakahjustuse ulatuse määramiseks viidi läbi AST, ALT ja ALP. Tabelis 2 on seerumi AST, ALT ja ALP aktiivsuse oluline tõus RES ja IR rühmades; võrreldes juhtnupuga kuvatakse. Teisest küljest parandas RES- ja IR-rottide ravi PIC-ga oluliseltmaksakahjustusiga toksilise aine poolt indutseeritud seerumi AST ja ALT aktiivsuses võrreldes töötlemata RES ja IR rühmadega (tabel 2). Nagu on näidatud tabelis 2, näitasid RES- ja IR-rühmad seerumi IL-6 ja TNF-taseme märkimisväärset tõusu, võrreldes kontrollrottidega. Tähelepanuväärne on, et PIC-i manustamine RES- ja IR-rühmadele vähendas oluliselt seerumi IL-6 ja TNF-i taset PIC pluss RES ja PIC pluss IR rühmades võrreldes nende vastava kontrollrühmaga.
PIC-ravi mõju maksa ja neerude mitokondriaalsetele muutustele rottidel, kes on kokku puutunud RES või -kiirgusega
Mitokondriaalse kompleksi I ensüümi aktiivsust ja ATP sisaldust hinnati markeritena nii maksa kui kaneerude mitokondriaalsed funktsioonid. Igaüks reserpiini süstimisest ja kiirgusest
kokkupuude põhjustas maksa- janeeru mitokondriaalneATP sisaldus ja kompleksi I aktiivsus võrreldes töötlemata rühmadega (tabel 3). Kuid PIC-ga töödeldud rühmad näitasid nii mitokondriaalse dehüdrogenaasi (kompleks-1) aktiivsuse kui ka ATP sisalduse olulist suurenemist.
PIC mõju maksa ja neerude apoptootilistele markeriteleMitokondriaalne düsfunktsioon kajastus ka ilmselges seisundismaksajaneeru-raku apoptoos. Tabelis 4 näidatud andmed näitasid, et nii RES kui ka IR suurendasid oluliselt maksa ja maksa kudede sisaldust.neeru-tsütokroom c ja kaspaas-3 võrreldes kontrollrühmaga. PIC pluss IR rühmas registreeriti märkimisväärsed vähenemised (tabel 4). PIC pluss RES rühma puhul täheldati osalist, kuid statistiliselt olulist paranemist võrreldes RES rühmaga.
PIC-ravi reguleeris hepatotsellulaarseid PGC-1 /p38 signaalmolekuleNagu on näidatud joonistel fig 1a kuni d, indutseeris nii RES kui ka IR valgu ekspressiooni sügavat vähenemist maksa janeeru-aktiivne p38 (p-p38Thr180/Tyr182), nagu näitab p-p38/t-p38 ekspressiooni vähenemine. Sellega kaasnes märkimisväärne maksa- janeeru-PGC-1 geeniekspressioon ja valgu tase RES ja IR rühmades võrreldes kontrollrühmaga. PIC-ravi parandas RES-i ja IR-indutseeritud maksa- ja neeruaktiivsete p38- ja PGC-1-valkude ekspressioonihäireid võrreldes RES-i ja IR-ravimata rühmadega; vastavalt (joonis 2a–d). Molekulaarsel tasandil olid SIRT-1 mRNA ja valgu ekspressioonitasemed RES-i ja IR-ga töödeldud rühmades kontrollrühmaga võrreldes märgatavalt langenud. Tähelepanuväärne on see, et PIC-i manustamine põhjustas maksa- janeeru-SIRT-1 geeni ekspressioon ja valgutasemed võrreldes RES- või IR-rühmadega (joonis 3a–e).
Arutelu
Käesolevas uuringus uuriti mitokondriaalse biogeneesi masinate muutusi, mis on põhjustatud ühekordsest kiirgusdoosist, võrreldes klassikalise mitokondriaalse toksiini poolt tekitatud muutustega; reserpiin, mürgistus oksüdatiivse stressi esilekutsumisest koos järgnevate muutustega nii maksa kui ka neerude mitokondriaalsetes funktsioonides. Lisaks oksüdatiivsele stressile on välja pakutud mitmesuguseid mehhanisme, mis võivad põhjustada kudede vigastusi, näiteks põletikuliste reaktsioonide võimendamine, geeniekspressiooni ja raku signaaliradade vaheldumine ning apoptoosi esilekutsumine.
Käesolevas uuringus näitas lipiidperoksiidide ja NO oluliselt suurem koesisaldus koos SOD, CAT, GPX ja GR aktiivsuse olulise inhibeerimisega nii kiirguse kui ka reserpiini poolt indutseeritud füsioloogilise toksilisusega maksa- ja neerukudedes. Sellised häired redokssignalisatsiooni staatuses kutsusid esile igas maksas ja neerus sellest tuleneva düsfunktsiooni, mida peegeldavad täheldatud muutused maksafunktsiooni biomarkerites; ALT, AST ja ALP, samuti needneerufunktsioon; seerumi uurea ja kreatiniini tase võrreldes kontrollrühmaga. Võrreldavad tulemused esitati Moustafa jt uuringus37
Nende tõusude võimalikuks mehhanismiks on RES-indutseeritud häire plasmamembraani läbilaskvuses hepatotsüütides, mis lekivad need ensüümid seerumis.38 Samal joonel teatas hiljutine uuring39, et kiirgusest põhjustatud nefrotoksilisuse vallandas ROS-i vahendatud depressioon Cyclin D1 ekspressioonis. aastalneeru-tuumades ja rakkudes, kutsudes seega esile muutusi rakusiseses signaaliülekandes ja sellest tulenevaltneerukahjustus.
Pärast süsteemset manustamist jaotub reserpiin kudedesse, lähtudes nende verevoolust ja tungib kergesti läbi rakumembraanide ning seondub seejärel rakusisese membraani komponentidega, eriti fosfolipiidide rikaste komponentidega, moodustades adukte, mis indutseerivad monoamiini omastamise mittestöhhiomeetrilist inhibeerimist40 koos sellest tuleneva oksüdatiivse toimega. stressiseisund, mis on tingitud nende monoamiinide oksüdatsiooniprotsessidest monoamiini oksüdaaside toimel.41 Samuti kutsub kudede lipiidperoksiidide akumuleerumine esile põletikulise seisundi, mis häirib mitokondriaalseid funktsioone mitmes elundis, sealhulgas maksas ja neerus.
Praeguses töös ROS-i ületootmine; IR-indutseeritud kudede vee radiolüüsi ja RES-indutseeritud oksüdatiivse mitokondriaalse kahjustuse tagajärjel võivad reageerida makromolekulide ja muude oluliste sihtmärkidega, mis kutsuvad esile mitokondrites väljendunud autolüüsi42, mille tulemuseks on mitokondrite poolt vahendatud hepatotsüütide apoptoos43, mida kinnitabmaksa ja neerudegatsütokroom c ja kaspaas{0}} aktiivsus, mis on näidatud praegustes tulemustes. Lisaks kinnitasid siin histopatoloogilised leiud hepatotoksilisust ja nefrotoksilisust RES-i ja IR-ga ravitud rottidel (joonised 4 ja 5).
Kooskõlas ülaltooduga näitasime selles uuringus, et reserpiin vähendas oluliselt ATP taset ja suktsinaadist sõltuva kompleksi I, Sirt-1, PGC-1 ja p38 MAPK aktiivsust, mis näitab, et funktsiooni kahjustus mitokondriaalses hingamisahelas maksas janeerukuded.Selle põhjuseks võib olla suurenenud lipiidide akumulatsioon, mis kutsub esile SIRT1 allareguleerimise, mis omakorda vähendab oksüdatsioonigeenide ekspressiooni maksas ja neerudes.
Mitogeen-aktiveeritud proteiinkinaasid (MAPK) osalevad aktiveerimisahelas, mis koosneb ERK-1, ERK-2, JNK-dest ja p38 kinaasist, ahelast, mida reguleerib mõjutatud rakukeskkonnast sõltuv mehhanism. potentsiaalselt kahjustavate abiootiliste stressistiimulite poolt.45 Hiljutine Park jt uurimus46 väitis, et RES indutseeris oluliselt MAPK-d, kuid inhibeeris p38 fosforüülimist, mida on märgata ka praeguste andmete põhjal.maksa- ja neerukuded.
Tsirkuleerivate tsütokiinide muutunud tasemed võivad olla mitteinvasiivsed ennustavad biomarkerid vähihaigete kiiritusravi indutseeritud ja kliiniliste tulemuste jaoks.47 Mitmed uuringud on teatanud, et põletikulistes tingimustes on tsütokiinidel võtmeroll muutuvatel p38/PGC-1 telje tasemetel. 48 Meie uuringus stimuleerisid RES ja IR põletikulist vastust, mida peegeldas TNF- ja IL-6 tsütokiinide tõus p38/PGC-1 madalama tasemega võrreldes vastava kontrolliga, mis viitab p38 AMPAK sissemaksa- ja neerukahjustus. Thabet et al.49 teatasid, et PPAR-/p38 inhibeerimine hepatotsüütides põhjustas suurenenud tsütokiinide aktivatsiooni, mille tulemusena suurenes kemokiini ekspressioon põletikuliste rakkude värbamiseks, mis viis hepatotsüütide apoptoosini. pakutud mehhanismid; RES võib põhjustada hepatotsüütide kahjustusi
sujuva endoplasmaatilise retikulumi proliferatsiooni, ribosoomide ja mitokondriaalsete kahjustuste integreerimine.38 PGC-1 mängib keskset rolli mitokondriaalses biogeneesis skeletilihastes50 ja maksas.51 Selle deletsioon viib mitokondriaalse sisalduse vähenemiseni.52 PGC-1 funktsioonid aktiveeriva transkriptsioonifaktorina ning osaleb tuuma- ja mitokondriaalsete geenide, nagu tuumarespiratoorsed faktorid 1 ja 2 ning mitokondriaalne transkriptsioonifaktor-A, koordineeritud reguleerimises.53 Käesolevas uuringus uuriti pitseatannooliga ravi selle regulatoorset ja indutseerivat mõju Sirtile. -1/PGC-1 osaleb mitokondriaalses biogeneesis ja mõjutab seega selle terviklikkust ja funktsioone. Tulemused näitasid, et pitseatannool vähendas lipiidide peroksüdatsiooni ja NO sisaldust ning suurendas GSH-PX, GR, SOD ja CAT aktiivsust maksas
ja neerud. Neid pitseatannooli toimeid võib seostada selle struktuurilise sarnasusega resveratrooli ja pterostilbeeniga, mille võrreldavaid toimeid on kirjeldatud erinevates uuringutes. Näiteks teatati, et resveratrool ja pterostilbeen suurendavad diabeediga loomade antioksüdantset seisundit.54,55 Samamoodi omistati pterostilbeeni antioksüdantne toime selle ainulaadsele struktuurile, milles on üks hüdroksüülrühm ja kaks metoksüülrühma, mis eemaldavad ROS56; mis on seotud mitmete haiguste alguse ja patogeneesiga
Tulemused näitasid ka, et pitseatannool suutis nõrgendada põletikulisi ja apoptootilisi vastuseid IR- ja RES-toksilisuse vastu maksas ja neerudes. Piceatannool vähendas põletikumarkerite, TNF- ja IL-6 ning apoptootiliste markerite, tsütokroom c ja kaspaas-3 suurenemist. Lisaks suurendas pitseatannool p-p38, SIRT1, PGC -1 ekspressioone ja valkude koesisaldust. Selles kontekstis leiti, et pterostilbeen, mis on struktuurselt sarnane pitseatannooliga, kaitseb rotte diabeetilise müokardi oksüdatiivse stressi ja apoptoosi eest adenosiinmonofosfaadiga aktiveeritud proteiinkinaasi (AMPK) suurenenud fosforüülimise kaudu.57 Lisaks on teatatud, et pterostilbeen vähendab stimuleerimise kaudu südame oksüdatiivset stressi. AMPK/tuumafaktori erütroidi 2-seotud faktor-2 (Nrf2)/heem-oksügenaasi (HO-1) rada58 ning neil on neuroprotektiivsed omadused amüloidi indutseeritud põletiku vastu, pärssides NLRP3/kaspaas{18}} põletikurada ajus.59
PGC-1 on mitokondriaalse biogeneesi "peamine võti", mis stimuleerib mitokondriaalset geeniekspressiooni ja mitokondriaalse DNA replikatsiooni.10 Käesoleva uuringu tulemused näitasid, et PIC-ravi soodustab PGC-1 deatsetüülimist ja sihtgeeni ekspressiooni. , PGC-1 suurenenud valgusisaldusega, mis on SIRT1-sõltuv raja aktiveerimine, näiteks resveratrooli analoog SIRT1 mRNA aktiveerimisel diabeetilise nefropaatiaga rottide neerudes.53
Pitseatannooli poolt esile kutsutud suurenenud PGC-1 ekspressioon; siin seostati antioksüdantsete ensüümide suurenenud aktiivsusega. Kooskõlas selle tähelepanekuga teatasid Rius-Pérez jt,60 Valera Alberni ja Canto59, et PGC-1 osaleb ROS-i detoksifitseerivate ensüümide indutseerimises. Seega oletasime, et pitseatannooli võime pärssida ROS-i paranenud antioksüdante ning vähendada põletikulisi ja apoptootilisi vastuseid võib toimida SIRT1/p38-AMPK signaaliraja kaudu.
Rottidel, keda raviti PIC-ga pärast kokkupuudet IR- ja RES-iga, kaasnes oksüdatiivse stressi, põletikuliste ja apoptootiliste markerite vähenemisega mitokondriaalse biogeneesi paranemine. ATP kõrgem sisaldus ja kompleks I aktiivsus näitavad paranenud mitokondriaalset funktsiooni. PIC-i modulaatori rolli maksa- ja neerukahjustuses kinnitasid maksa- ja neerufunktsiooni paranemine ning histopatoloogilised uuringud. Oma silmapaistva antioksüdantse funktsiooni tõttu on pitseatannool (PIC) kasulik ühend. PIC tuletas oma antioksüdantse omaduse etüleeni kaksiksidemetest ja fenoolsete hüdroksüülrühmadest.61 Li et al.62 leidsid, et PIC näitas tugevat antioksüdantset toimet hüdroksüülradikaalide eemaldamisel, kuna benseenitsüklis on neli fenoolset hüdroksüülrühma. Setoguchi et al.63 on näidanud, et pitseatannool näitas kõrgemat metaboolset stabiilsust kui resveratrool, kuna nende katse käigus; pitseatannooli farmakokineetiline kõver oli 2,1 korda kõrgem kui resveratrooli oma.
Käesolevas uuringus saadud tulemused on kooskõlas varasemate järeldustega, kes teatas, et maasikad on rikkalik fütokemikaalide allikas, mis aktiveerib AMP-aktiveeritud proteiinkinaasi (AMPK) signaaliülekanderada, mis on seotud mitokondriaalse biogeneesi ja antioksüdantide kaitsega.64–66 In Lisaks näitasid Wahdan jt 67, et PIC annuses 10 mg/kg oli efektiivne neerukahjustuse ravimisel ja saadud tulemused kinnitavad ka seda, et kaadmiumi indutseeritud toksilisusega kokku puutunud rottide PIC-ravi (10 mg/kg kehamassi kohta) näitas. oksüdatiivse stressi pärssimine Nrf2 raja mRNA ja valgu ekspressioonitasemete ülesreguleerimise kaudu.18 Selles uuringus pakume uut mehhanismi PIC-vahendatud kaitseks, näidates, et PIC võib kaitsta gammakiirgusest põhjustatud oksüdatiivse stressi, mitokondriaalse düsfunktsiooni ja apoptoosi eest. lipiidperoksiidide ja NO sisalduse vähendamise kaudu kudedes ja SOD, CAT, GPX ja GR aktiivsuse esilekutsumisel koos SIRT1/p38-AMPK, PGC-1 si reguleerimisega närimisrada. Siiski on meie uurimistööl mõned piirangud; Näiteks mitokondriaalse läbilaskvuse ülemineku hindamine, kompleksi II ja põletikuliste tsütokiinide kudede sisalduse hindamine, mitokondriaalse morfoloogia biokeemiline ja transmissioonelektronmikroskoopia (TEM) oleksid olnud toetavad parameetrid PIC toimemehhanismide üksikasjalikumaks kirjeldamiseks.
Järeldus
Võib järeldada, et pitseatannool parandab mitokondriaalset biogeneesi ja funktsioone, reguleerides oksüdantide/antioksüdantide tasakaalutust, põletikulisi ja apoptootilisi reaktsioone, mis viitab sellele, et pitseatannooli kaitsev toime võib olla samm edasi kiiritusravi saavate patsientide adjuvantravi arendamisel.
