الدليل الجزيئي لإمكانية تثبيط الميلاتونين ضد NaAsO 2- المستحث في الشيخوخة في ذكور الجرذان

الرجاء التواصلoscar.xiao@wecistanche.comللمزيد من المعلومات

الملخص:التسمم بالزرنيخ (As) منتشر على نطاق واسع بسبب التعرض للتلوث. المستوى السام لـ (As) يسبب الشيخوخة الناتجة عن الإجهاد التأكسدي وتلف الأنسجة. نظرًا لأن الميلاتونين (MLT) له خصائص مضادة للأكسدة ومضادة للشيخوخة ، فإننا نهدف إلى تقييم التأثير الوقائي لـ MLT ضد سمية زرنيخ الصوديوم (NaAsO2). تم تقسيم ذكور فئران NMRI الصحية إلى ثماني مجموعات مختلفة. تلقت المجموعة الضابطة نظامًا غذائيًا منتظمًا قياسيًا. تم التعامل مع المجموعات الأخرى بأنظمة غذائية مختلفة ، بما في ذلك MLT وحده ، NaAsO2 ، و NaAsO2 بالإضافة إلى MLT. بعد شهر من العلاج ، تم إجراء الفحوصات البيوكيميائية والمرضية على عينات الدم والقلب والرئة. أيضًا ، زادت مستويات TNF- و 8- hydroxy -2- deoxy guanosine (8OHdG) و malondialdehyde (MDA) وأنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) والمجموعة عالية الحركة 1 (HMGB1) ، مما أدى إلى زيادة التعبير عن نوع مستقبلات TNF 1- مرنا المرتبط بمجال الموت (TRADD) و transcriptase العكسي للإنزيم تيلوميراز ، ويقلل من تعبير Klotho (KL) mRNA في كل من البلازما والأنسجة. في المقابل ، قلل MLT MDA و ROS و HMGB1 و lactate و TNF- عزز تعبير mRNA لـ KL وقمع تعبير mRNA لجينات TERT و TRADD. وبالتالي ، يوفر MLT حماية قوية ضد تلف الأنسجة الناتج عن NaAsO 2- والإجهاد التأكسدي.

الرجاء الضغط هنا لمعرفة المزيد

الكلمات الدالة:شيخوخة؛ كلوثو. الميلاتونين. زرنيخ الصوديوم TERT. تجارة

1 المقدمة

الزرنيخ هو فلز والسم الأول على قائمة وكالة حماية البيئة الأمريكية (USEPA) للملوثات ذات الأولوية [1]. يبقى من أهم الملوثات في المياه الجوفية [2]. تركيزه في مياه الشرب أكثر من 50 ميكروغرام / لتر لا يعتبر آمنًا للصحة العامة ، ولكن هذه المستويات لا تزال شائعة في العديد من البلدان [1]. كما تم اكتشافه في العديد من مستحضرات التجميل والجلد والوجه والشعر والمنتجات العشبية. يتم امتصاصه مباشرة في مجرى الدم من خلال الجلد ثم يتراكم في الجسم مسبباً تأثيرات سامة في الأعضاء المختلفة [3]. يؤدي تعطيل ما يقرب من 200 إنزيم إلى سمية الزرنيخ الحادة والمزمنة ؛ يشارك العديد من هؤلاء في مسارات الطاقة الخلوية وفي تخليق وإصلاح الحمض النووي.تمديد الحياة cistancheالغثيان والقيء وآلام المعدة والإسهال هي أمثلة على السمية الحادة ، في حين أن السمية المزمنة يمكن أن تؤدي إلى أمراض متعددة الأجهزة والسرطان الذي يؤثر على أعضاء متعددة [4]. الزرنيخ سام للخلايا ومسبب للطفرات والسموم الجينية لأنه يتسبب في تلف الحمض النووي المؤكسد ويقلل من الإنزيمات المضادة للأكسدة ويولد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) [5]. يعد تنشيط الإنزيم تيلوميراز خطوة حاسمة في تطور السرطانات البشرية. إن القمع النسخي لجين التيلوميراز العكسي (TERT) لجزءه المحفز يبقيه صامتًا في الخلايا السليمة [6،7]. كعامل تكويني ، يقلل الزرنيخ من تعبير التيلوميراز وطول التيلومير ، مما يتسبب في موت الخلايا المبرمج ، والنخر ، وتوليد ROS ، والحث على موت الخلايا [8].

يمكن للسيستانش مكافحة الشيخوخة

يلعب الميلاتونين (MLT) ، وهو هرمون تفرزه الغدة الصنوبرية ، دورًا أساسيًا في تنظيم الساعة البيولوجية. كما أن لها تأثيرات مضادة للأكسدة ومضادة للشيخوخة ومضادة للشيخوخة ومضادة للسرطان [9 ، 10]. يساعد MLT على تجنب شيخوخة الخلايا عن طريق مسح الجذور وتقليل الضرر التأكسدي للميتوكوندريا [10]. يساعد MLT أيضًا في تقليل الضرر السام الجيني الناجم عن ميتوميسين سي في الدم المحيطي في الفئران [11]. يمكن أن يمنع MLT تكاثر خلايا سرطان الثدي وتكوين الأوعية ، وغزو الخلايا السرطانية ، ووظيفة التيلوميراز [12]. يقلل MLT من نشاط التيلوميراز في الخلايا السرطانية وتعبير الرنا المرسال للوحدات الفرعية TERT و TR ، واستعادة وظيفة التيلوميراز [13 ، 14]. تشير الدلائل إلى أن التعرض لـ MLT يمكن أن يلعب دورًا في منع الشيخوخة الناتجة عن الإجهاد التأكسدي. تم تصميم هذه الدراسة لتقييم ما إذا كان علاج MLT يمكن أن يحمي من الشيخوخة الناجمة عن الإجهاد التأكسدي الناجم عن زرنيخ الصوديوم (Na AsO ،).

يسبب الزرنيخ السمية الجينية في الدم المحيطي للإنسان ، بينما يقلل العلاج المشترك مع MLT بشكل كبير من إجراءات السمية الجينية [15] وتلف أنسجة المخ [16 ، 17].cistanche nzأظهرت الدراسات في المختبر أن تقنية MLT تقلل الالتهام الذاتي الناجم عن الزرنيخ وتعزز التكوُّن الحيوي للميتوكوندريا في الخلايا العصبية المستزرعة الأولية [18]. يقلل علاج MLT السيتوكينات المؤيدة للالتهابات ، مما يشير إلى أنه يمكن أن يحمي الجهاز العصبي المركزي من الإجهاد التأكسدي الناجم عن الزرنيخ ، وتلف الحمض النووي ، وموت الخلايا المبرمج [19]. أظهر العلاج بالزرنيخ أيضًا تأثيرات وقائية ضد التسمم الأيضي الناجم عن الزرنيخ [20] ، وتسمم الكبد / الكلى الناجم عن الزرنيخ ، وإصابة الخصية التي يسببها الزرنيخ [21]. تكشف هذه الدراسات أن MLT يحمي من التسمم الناتج عن الزرنيخ في الدم والكبد والكلى وأنسجة الخصية. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم ما إذا كان علاج ML يحمي القلب وأنسجة الرئة من الشيخوخة الناجمة عن الإجهاد التأكسدي الناجم عن زرنيخ الصوديوم (NaAsO ،) كأثر وقائي محتمل لـ MLT ضد الشيخوخة التي يسببها الزرنيخ في هذه الأنسجة التي لم يتم استكشافها بعد.

2. النتائج

2.1. إجمالي زرنيخ الأنسجة باستخدام مطياف كتلة البلازما المقترن بالحث

تركيزات كما في عينات أنسجة القلب والرئة المعرضة لـ 1 / 2،1 / 3 ، و 1/10 LD50 NaAsO ، مع وبدون علاج MLT ، موضحة في الجدول 1. المجموع كما وجد أن تركيز الأنسجة يزداد في كل من أنسجة القلب والرئة بطريقة تعتمد على الجرعة مقارنة بمجموعة التحكم. من ناحية أخرى ، تبين أن علاج MLI يقلل من تركيز الأنسجة.

2.2 المؤشرات الحيوية للإجهاد المؤكسد

يُعرف Malondialdehyde (MDA) بأنه أحد المؤشرات الحاسمة لتقييم الإجهاد التأكسدي. كمادة سامة عالية الدرجة ، هذا المركب الكيميائي هو نتيجة ثانوية لبيروكسيد الدهون الخلوية [22]. تم فحص عينات القلب والرئة بعد العلاج بجرعات مختلفة من NaAsOz وحده أو مع MLT لتقييم المؤشرات الحيوية للإجهاد التأكسدي. في عينات القلب والرئة ، وجدنا مستويات مماثلة من الإجهاد التأكسدي بكميات متفاوتة من NaAsO2 (1 / 2،1 / 3 ، و 1/10 LD50). لم يكن هناك فرق إحصائي بين مستويات MDA لمجموعات التحكم و MLT. زيادة كبيرة تعتمد على الجرعة في مستويات MDA بمقدار 1/10 （على حد سواء<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 أنواع الاكسجين التفاعلية

تنتمي أنواع الأكسجين التفاعلي (ROS) إلى مشتقات الأكسجين ؛ تلحق الضرر بالوظائف الخلوية ولها تأثيرات سامة. تتكون جزيئات ROS من أكسجين واحد وعدة إلكترونات غير مقترنة أثناء الالتهاب [23]. تم فحص عينات القلب والرئة بعد العلاج بجرعات مختلفة من NaAsO ، بمفردها أو بالاشتراك مع MLT لتقييم أنواع الأكسجين التفاعلية. في كل من عينات القلب والرئة ، وجدنا مستويات مماثلة من ROS بكميات متفاوتة من NaAsO ، (1 / 2،1 / 3 ، و 1/10 LD50). لم يكن هناك فرق إحصائي بين مستويات ROS لمجموعة التحكم ومجموعات MLT.cistanche حجم القضيبزيادة كبيرة تعتمد على الجرعة في مستويات ROS للمجموعات 1/10 و 1/3 و LD50 NaAsO (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 مؤيد للالتهابات TNF- و السيتوكين

أحد السيتوكينات الأساسية المؤيدة للالتهابات في المرحلة المبكرة من الالتهاب هو عامل نخر الورم ألفا (TNF-). يتم تحرير هذا السيتوكين من البلاعم عند بدء مسار التهابي ، مما يسبب خللًا في الوظائف الخلوية. TNF- هو وسيط جهاز المناعة استجابة لمسببات الأمراض الداخلية أو الخارجية [24]. تم فحص عينات البلازما بعد العلاج بجرعات مختلفة من NaAsO ، بمفردها أو بالاشتراك مع MLT لتقييم عامل نخر الورم-ج. لم يكن هناك فرق إحصائي في مستويات TNF-o لمجموعات التحكم و MLT. زيادة كبيرة تعتمد على الجرعة في مستويات TNF لمجموعات 1 / 10.1 / 3 و 5 LD50 NaAsO (جميع p<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 مستويات صندوق مجموعة التنقل العالي 1

صندوق المجموعة عالية الحركة 1 (HMGB1) ، وهو بروتين نووي محفوظ ووسيط متأخر لمسارات الالتهاب ، له دور تنظيمي في التلف الخلوي أثناء الالتهاب [25] تم فحص عينات القلب والرئة لمستوى HMGB1. لم يتم العثور على فرق معتد به إحصائيًا بين مستويات HMGB1 لمجموعة التحكم ومجموعات MLT. مقارنة بمجموعات التحكم و MLT ، هناك زيادة كبيرة في مستويات HMGB1 في مجموعة LD50 NaAsO2 كلاهما ص.<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- مستويات هيدروكسي -2- deoxyguanosine

8- هيدروكسي -2- deoxy guanosine (8- OHG) هو أحد منتجات أكسدة الحمض النووي الذي يعمل كواحد من علامات الإجهاد التأكسدي. العوامل البيئية تؤثر على hydroxylation من ذرق الطائر الجيب [26]. تم فحص عينات البلازما بعد العلاج بجرعات مختلفة من NaAsO ، بمفردها أو مع MLT لتقييم 8OHdG. لم يكن هناك فرق إحصائي بين مستويات 8OHdG للتحكم ومجموعات MLT. زيادات كبيرة في مستويات 8OHdG في مجموعات 1/2 و 1/3 LD50 NaAsO (كلاهما<0.0001)were observed,="" in="" contrast="" to="" the="" control="" or="" mltgroup.="">مسحوق cistancheومع ذلك ، منع علاج MLT الزيادة في مستويات 8OHdG التي يسببها NaAsO مقارنة بمجموعة LD50 NaAsO. لوحظ انخفاض كبير في مستويات 8OHdG في مجموعة MLT بالإضافة إلى NaAsO2. تشير هذه النتائج إلى أن التعرض لـ MLT يمكن أن يساعد في عكس تلف الحمض النووي المؤكسد الناجم عن NaAsO ، (الشكل 3).

2.7 مستويات اللاكتات

يزداد تخليق اللاكتات أثناء ضعف الوظيفة الخلوية وارتفاع التفاعلات اللاهوائية. ارتفاع مستوى اللاكتات هو مؤشر على تلف الميتوكوندريا ونقص انسياب الأنسجة [27]. تم فحص عينات القلب والرئة بعد العلاج بجرعات مختلفة من NaAsO ، بمفردها أو مع MLT لتقييم اللاكتات. وجدنا مستويات مختلفة من اللاكتات في عينات القلب والرئة. لم يكن هناك فرق إحصائي بين مستويات اللاكتات في مجموعة التحكم ومجموعات MLT.

على النقيض من مجموعة التحكم أو مجموعة MLT ، لوحظت زيادة كبيرة في مستويات اللاكتات في مجموعات 1 / 10،1 / 3 و LD50 NaAsO2. ومع ذلك ، منع علاج MLT الزيادة في مستوى اللاكتات الذي يسببه NaAsO 2- في كل من عينات القلب والرئة مقارنة بمجموعتي LD50 NaAsO2 1/10 LD50 و LD50 NaAsO (allp).<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. النسخ العكسي في الوقت الحقيقي PCR للتعبير الجيني

في وجود （تغير طية {0}. 09） و 1/3 تغير طية 0.23） LD50 من NaAsO2 (كلاهما 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.التقييمات النسجية لأنسجة القلب والرئة

النتائج التمثيلية للتحليل النسيجي لأنسجة القلب والرئة المسترجعة من الفئران المعالجة بالميلاتونين و NaAsOz في 1 / 2،1 / 3،1 / 10 جرعات معروضة في الشكل 5. أي تغييرات ، بما في ذلك الازدحام ، والاستجابة الالتهابية الحادة ، والنخر ، تم تقييم النزف ، أو احتقان الدم ، بشكل نسبي في مجموعات مختلفة. كانت الصور المجهرية لأنسجة القلب والرئة من الجرعات 1/3 و 1/10 طبيعية دون أي تغيرات نسيجية. أظهر التقييم النسيجي المرضي للمجموعة المحقونة بجرعة 1/2 من الزرنيخ نخر خلايا عضلة القلب.استخراج الصلصا cistanche،ومع ذلك ، في مجموعة الجرعات 1/2 ، والتي تلقت أيضًا الميلاتونين ، كان هناك نخر أقل في أنسجة القلب. عند المقارنة بالمجموعة التي تلقت الميلاتونين ونصف الزرنيخ في الرئة ، أظهرت المجموعة التي تلقت نصف زرنيخ فقط المزيد من احتقان الدم والوذمة وتسلل الخلايا الالتهابية.

تم استخراج هذه المقالة من جزيئات 2021 ، 26 ، 6603. https://doi.org/10.3390/molecules26216603 https://www.mdpi.com/journal/molecules