يروج Piceatannol لمسارات الكبد والكلى AMPK / SIRT1 / PGC -1 للميتوكوندريا في الفئران المعرضة للريسيربين أو أشعة جاما

اتصال:joanna.jia@wecistanche.com/ واتساب: 008618081934791

الملخص

يمكن أن يؤدي تعرض الإنسان لجرعات العلاج الإشعاعي من أشعة جاما إلى تأثيرات متأخرة ، مما يؤثر سلبًا على نوعية حياة مرضى السرطان ، وآفاق العمل ، والصحة العامة. تم إجراء هذه الدراسة لاستكشاف دور Piceatannol (PIC) في عملية مسار إشارات "التكوين الحيوي للميتوكوندريا" كإدارة محتملة للاضطرابات الناجمة عن نموذج (نماذج) حيواني مجهَّد إما عن طريق تشعيع جاما (IR) أو إعطاء ريزيربين ( RES) ؛ كمثبط للميتوكوندريا المركب الأول. أعطيت الموافقة المسبقة عن علم (10 ملغم / كغم من وزن الجسم / يوم ؛ عن طريق الفم) للجرذان لمدة 7 أيام ، بعد التعرض لجرعة حادة من -الإشعاع (6 غراي) ، أو بعد حقنة واحدة من ريزيربين (1 جم / كجم من وزن الجسم ؛ شراب). بالمقارنة مع reserpine أو -الإشعاع ، تم تخفيف PICكبديومؤكسد الميتوكوندريا الكلويالإجهاد الذي يُشار إليه بالانخفاض الكبير في محتوى بيروكسيدات الدهون وأكسيد النيتروجين مع الحث الكبير لأنشطة SOD و CAT و GSH-PX و GR. كما خففت الموافقة المسبقة عن علم بشكل كبير من زيادة علامات الالتهاب و TNF- و IL -6 والعلامات الأبوطوزية ، والسيتوكروم ج ، وكاسبيز -3. تم ربط انخفاض الإجهاد التأكسدي والالتهاب والاستجابات الأبوطوزية بتحسين كبير في التكوين الحيوي للميتوكوندريا الذي يظهر من خلال زيادة التعبير ومحتويات أنسجة البروتينات في مسار إشارات SIRT1 / p 38- AMPK و PGC -1. تم إثبات النتائج من خلال التحسن الكبير في وظيفة الميتوكوندريا التي تم التحقق منها من خلال المستويات الأعلى من محتوى ATP ، والنشاط المعقد الأول ، إلى جانب تحسينكبديووظائف الكلى. بالإضافة إلى ذلك ، فحوصات الأنسجةكبديوأنسجة الكلىأظهر أن PIC لديها بنية نسيجية معدلة بعد تلف الأنسجة الناجم عن أشعة جاما أو ريزيربين. يحسن Piceatannol وظائف الميتوكوندريا من خلال تنظيم اختلال التوازن المؤكسد / المضاد للأكسدة ، والاستجابات الالتهابية والاستماتة ، مما يشير إلى إمكانية استخدامه كعلاج مساعد في بروتوكولات العلاج الإشعاعي للتخفيفكبديوإصابات الكلى.

الكلمات الدالة:تشعيع جاما ، ضعف الميتوكوندريا ، piceatannol ، ريزيربين ، الكبد ، الكلى

تكلفة وظيفة الكلى

مقدمةالعلاج الإشعاعي أو العلاج الإشعاعي هو استخدام الإشعاع المؤين لتدمير الخلايا السرطانية والسيطرة على النقائل المختارة. تخضع الغالبية العظمى من مرضى السرطان للعلاج الإشعاعي كجزء من علاج السرطان بما في ذلك سرطان الثدي والبروستاتا وعنق الرحم والرأس والرقبة والرئة والدماغ ، وكذلك الأورام اللحمية. وتأتي الآثار الجانبية من تلف الخلايا والأنسجة السليمة. بالقرب من منطقة العلاج. عادةً ما يرتبط تشعيع البطن العلاجي لعلاج سرطان الأمعاء بمعدلات أعلى من آلام البطن غير النوعية من تلك التي لوحظت في المرضى الساذجين من الإشعاع ، بعد سنوات من العلاج. المنطقة المستهدفة هي أولوية رئيسية في استخدام الإشعاع المؤين (IR). يتضمن الإجهاد التأكسدي الناجم عن الإشعاع مجموعة متنوعة من الإصابات الخلوية الضارة بما في ذلك التغيرات في التعبير الجيني ، وزيادة إنتاج ROS داخل الخلايا ، وتلف الميتوكوندريا ، وموت الخلايا المبرمج. وبالمثل ، ربطت تقارير مختلفة المستحثة بالأجانب الحيويةكبديإصابة أنواع مميزة من العوامل بما في ذلك الإجهاد التأكسدي والاستجابة الالتهابية وموت الخلايا.

يعتبر مجمع الميتوكوندريا I ، أكبر وأكثر الإنزيم تعقيدًا في سلسلة نقل الإلكترون ونقطة دخول الإلكترونات إلى السلسلة التنفسية ، خطوة تحديد المعدل في التنفس الكلي ، وبالتالي يلعب دورًا حاسمًا في استقلاب الطاقة. في وحداته الفرعية يؤدي إلى مجموعة واسعة من الاضطرابات العصبية والعضلية الموروثة والتمثيل الغذائي. 5 تم توثيق Reserpine لتثبيط المركب I ، وتحفيز أنواع الأكسجين / النيتروجين التفاعلية المرتبطة بالالتهاب ، وخلل الميتوكوندريا في الأعضاء الحيوية المختلفة.

يشتمل حجم الميتوكوندريا الخلوي على حوالي 4 في المائة - 25 في المائة من إجمالي حجم الخلية. اعتمادًا على نوع الخلية وحالتها ، تمثل الميتوكوندريا هدفًا أساسيًا للإشعاع السيتوبلازمي. تلعب الميتوكوندريا دورًا مهمًا في حالة الطاقة الحيوية للأنسجة ؛ لذلك ، يعتبر الخلل الوظيفي هو المحفز الرئيسي للأمراض .8 يُعد مُنشط مستقبلات جاما البيروكسيسوم المُنشَّط بتكاثر البيروكسيسوم -1 (PGC -1) منشطًا مساعدًا مهمًا في النسخ الذي يحفز كل من استقلاب الميتوكوندريا والتكوين الحيوي في المستوى الجزيئي. تم الإبلاغ عن دور PGC -1 المحوري في العديد من الأمراض ، حيث أظهر تعبيرًا متغيرًا في العديد من الأعضاء بعد العلاج الكيميائي والإشعاعي .9 ومع ذلك ، لا يزال دوره في خلل وظائف الميتوكوندريا الناجم عن الإشعاع غير واضح. تم التحكم في تنشيط PGC -1 عبر مستقبلات منشط البيروكسيسوم (PPARs) وبروتين كيناز منشط AMP (AMPK) و Sirtuin1 (SIRT1). باختصار ، تعزز فسفرة AMPK التعبير عن PGC وتنشيطه -1 ؛ وبالمثل ، فإن SIRT1 يزيل الأسيتيل وينشط PGC -1 ، مما ينظم التولد الحيوي للميتوكوندريا .10 وبالتالي ، فإن العوامل التي تنشط مسارات تأشير SIRT 1- PGC -1 بوساطة SIRT قد تكون ذات أهمية حيوية في تنظيم مضادات الأكسدة ووظائف الميتوكوندريا تنص على التدمير السام الناجم عن بعض Exo أو السموم الداخلية .11 مثال على هذه العوامل هو piceatannol (PIC) ، وهو بوليفينول ينتمي إلى مجموعة stilbenes ؛ نظير ريسفيراترول ، موجود بشكل طبيعي في النباتات. على سبيل المثال ، يحتوي كل من العنب الأحمر والأبيض على PIC بتركيزات تبلغ 374 و 43 نانوغرام / غرام على التوالي. 11 بالإضافة إلى ذلك ، فإن فاكهة العاطفة وتوت فاكينيوم غنية بـ PIC. تشمل الأنشطة المضادة لمرض السكر ، والوقاية العصبية ، والقلب ، ومضاد الحساسية ، ومكافحة الشيخوخة. خلل الميتوكوندريا بوساطة الإشعاع بالمقارنة مع ذلك الناجم عن ذيفان الميتوكوندريا الكلاسيكي ؛ reserpine ، مع التركيز على التأثير المحتمل للبيسياتانول ضد كل من إصابات الكبد والكلى التي يسببها الإجهاد.

المواد والأساليب

المواد:تم الحصول على Reserpine (methylreserpate 3،4 و 5- trimethoxybenzoic acid) و piceatannol (3،3 ′ و 4،5′-tetrahydroxy stilbene) وجميع الكواشف الكيميائية الأخرى والمذيبات والمخازن المؤقتة من شركة Sigma Aldrich Chemical Co. ( سانت لويس ، ميزوري ، الولايات المتحدة الأمريكية). الحيوانات: تم استخدام ذكور فئران Wister Albino التي تزن 150-180 جم في هذه الدراسة. تم شراؤها من وحدة التربية بالشركة القابضة المصرية للمنتجات البيولوجية واللقاحات. تم إيواء الحيوانات في أقفاص عادية وكان بإمكانها الحصول على الماء مجانًا واتباع نظام غذائي معملي قياسي ؛ تم إخضاع جميع الحيوانات للظروف القياسية لدرجة الحرارة ودورة الضوء والظلام. أُجريت الدراسة الحالية وفقًا للإرشادات الصادرة عن لجنة أخلاقيات البحث بالمركز القومي لبحوث الإشعاع والتكنولوجيا (NCRRT) ، القاهرة ، مصر (المرجع: 195/7/2020) ، والتي تتوافق مع الإرشادات الدولية. من أجل الرعاية المناسبة واستخدامها لحيوانات المختبر والامتثال للتشريعات ذات الصلة المذكورة في دليل رعاية واستخدام حيوانات المختبر (منشور المعاهد الوطنية للصحة رقم 85-23 ، 1996).

عملية التشعيع:تم إرسال جرعة واحدة من أشعة جاما 6 غراي (Gy) إلى كامل جسم الفئران بمعدل جرعة 0. تم ​​إجراء 67 غراي / دقيقة في NCRRT (القاهرة ، مصر) باستخدام جاما كندية الخلية -40 (137 سيزيوم). تم حساب جرعة الإشعاع من قبل المتخصصين في قياس الجرعات في NCRRT ، بناءً على معدل الجرعة المنبعثة من مصدر 137 السيزيوم والذي كان 0. 67 غيغا / دقيقة كما أكدته دراسات خرائط الجرعات الروتينية المجدولة ودراسات التحقق من صحة NCRRT.

تصميم تجريبي:لتقييم آثار الموافقة المسبقة عن علم على خلل الميتوكوندريا الناجم عن الإشعاع / ريزيربين ، تم تصنيف الفئران بشكل عشوائي إلى ست مجموعات تجريبية ؛ كل مجموعة تتكون من ثمانية حيوانات. المجموعة الضابطة (C): الجرذان العادية. مجموعة الموافقة المسبقة عن علم: تلقت الفئران piceatannol لمدة سبعة أيام متتالية بجرعة 10 مجم / كجم / يوم عن طريق الفم. مجموعة الأشعة تحت الحمراء: الفئران المعرضة للإشعاع لجرعة حادة من 6 جراي. مجموعة الأشعة تحت الحمراء بالإضافة إلى الموافقة المسبقة عن علم: تلقت الجرذان الموافقة المسبقة عن علم عن طريق الفم كما هو مذكور أعلاه - التشعيع (6 غراي). مجموعة RES ؛ تلقت الفئران حقنة واحدة من ريزيربين ؛ sc بجرعة 1 جم / كجم. مجموعة RES plus PIC ؛ تلقت الفئران الموافقة المسبقة عن علم عن طريق الفم بعد حقن ريزيربين (كما ذكر سابقًا). استندت جرعات PIC و IR و RES المعطاة في الدراسة الحالية إلى دراسات سابقة 18-20 على التوالي.

أخذ عينات الدم والأنسجة:في نهاية الفترة التجريبية ، تم تخدير الفئران عن طريق الحقن داخل الصفاق من اليوريثان (1.2 جم / كجم من وزن الجسم) ، ثم تم التضحية بها عن طريق قطع عنق الرحم. تم جمع الدم في أنابيب الهيبارين وغير الهيبارين لفصل البلازما والمصل. على التوالي ، عن طريق الطرد المركزي عند 3000 × جم لمدة 15 دقيقة باستخدام جهاز الطرد المركزي Hettich Mikro 22R UP8U'I (توتلينجن ، ألمانيا). تم جمع عينات أنسجة الكبد والكلى المشرحة وقسمت إلى جزأين لكل منهما. تم تخزين أولها عند -80 درجة لمزيد من التقييم للعلامات الحيوية المضادة للأكسدة ، والوسطاء المؤيدين للالتهابات ، وعلامات موت الخلايا المبرمج ، والتعبيرات الجينية. تم تثبيت الجزء الثاني من عينات الكبد والكلى في فورمالين متعادل بنسبة 10٪ وتم تحضيرها للفحص التشريحي المرضي.

طُرق

فصل جزء الميتوكوندريا:تم تحضير أجزاء ميتوكوندريا الكبد والكلى وفقًا للطريقة التي وصفها Lampl وآخرون. 22 باختصار ، تم تجانس الأنسجة على الجليد باستخدام مجانس مدقة تفلون في وسط يحتوي على 250 ملي سكروز و 10 ملي مولار من تريس- حمض الهيدروكلوريك و 1 ملي مولار إيثيلين. ديامين تترا حمض الخليك (EDTA) ، درجة الحموضة 7.2 عند 4 درجات. تم طرد المتجانس عند 600 × جم لمدة 10 دقائق ثم تم طرد المادة الطافية لمدة 5 دقائق عند 15 ، 000 × جم للحصول على حبيبات الميتوكوندريا. تم تحديد محتوى البروتين في أجزاء الميتوكوندريا باستخدام طريقة برادفورد

تقييم حالة الإجهاد التأكسدي للميتوكوندريا:تم تقييم مدى أكسدة الدهون باستخدام اختبار حمض الثيوباربيتوريك لمالونديالديهيد (MDA) ، المستخدم كما هو موصوف بواسطة Yoshioka et al. تم قياس أكسيد النيتريك (NO) وفقًا لطريقة ميراندا وآخرون. تم تحديد مستويات الكاتلاز (CAT) واختزال الجلوتاثيون (GR) والجلوتاثيون بيروكسيديز (GSH-Px) وفقًا لطرق Kakkar et al. ، 26 Bergmeyer et al. ، 27 Goldberg and Spooner ، 28 and Gross et al. ، 29 على التوالي.

تقييم وظيفة الميتوكوندريا:تم تحديد نشاط معقد السلسلة التنفسية الأول بطريقة القياس الطيفي وتم التعبير عنه بـ µ مولات من الركيزة المختزلة أو المؤكسدة في الدقيقة لكل مليغرام من بروتين الميتوكوندريا. تم تقييم نشاط المركب I (NADH-ubiquinone oxidoreductase) باستخدام 100 ميكرولتر 1 ديسيل يوبيكوينون كمستقبل للإلكترون و 200 ميكرولتر لتر NADH كمانح ، في 10 مليمول لتر عازلة KH2PO4 / K2HPO4 ، درجة الحموضة 7.5 ، تحتوي على 3.75 مجم · مل − 1 BSA ، 2 ملي مول لتر 1 KCN ، و 7.5 ميكرول لتر 1 antimycin A. تم بعد ذلك قياس أكسدة NADH عند 340 نانومتر .30 تم قياس تركيز ATP باستخدام Kit (Cat. No. S0027، Beyotime Biotechnology ، Jiangsu ، الصين) وفقًا لتعليمات الشركة الصانعة. تقييم وظائف الكبد والكلى: أنشطة مصل الأسبارتات aminotransferase (AST، Cat. No. 261 002) ، alanine aminotransferase (ALT، Cat. No. 263 002) ، و alkaline phosphatase (ALP، Cat. رقم 217 002) كمؤشرات حيوية لوظيفة الكبد باستخدام مجموعات تجارية (شركة Spectrum Diagnostics ، القاهرة ، مصر) وفقًا لبروتوكول الشركة المصنعة. بصورة مماثلة؛ لتقييم وظائف الكلى ، تم قياس مستويات اليوريا في الدم ومستويات الكرياتينين باستخدام مجموعة Bio-Mid Diagnostics Kits (Cat. No. URE118100 و CRE106100 ، القاهرة ، مصر) ، على التوالي وفقًا لتعليمات الشركة الصانعة.

تقييم علامات الالتهاب:في مصل الفئران ، السيتوكينات المؤيدة للالتهابات ؛ تم فحص عامل نخر الورم ألفا (TNF-، Cat. No. RTA 00) وإنترلوكين 6 (IL -6 ، Cat. No. SR6000B) باستخدام مجموعات تم شراؤها من R&D Systems، Inc.، Minneapolis ، الولايات المتحدة الأمريكية.

تقييم علامات موت الخلايا المبرمج:مستويات البروتين في السيتوكروم ج (Cyt-c ، Cat. No. MITOISO1 ، Sigma Aldrich ، St Louis ، MO ، USA) ، و Caspase -3 (CSB، Cat. No. -E08857r، Cusabio Biotech، Ltd ، الصين) في متجانسات الكبد والكلى باستخدام تقنية ELISA وفقًا لتعليمات الشركة الصانعة.

التقييم الجزيئي للميتوكوندريا PGC - 1:تم تحديد محتوى البروتين في PGC -1 في متجانسات الكبد والكلى للفئران باستخدام مجموعة ELISA (CSB-EL018425RA ، Cusabio Biotech ، Ltd. ، الصين) ، وتم تنفيذ جميع الإجراءات وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة.

الكشف عن التعبيرات الجينية لـ SIRT1 و PGC -1 mRNA في أنسجة الكبد والكلى عن طريق تفاعل البوليميراز المتسلسل في الوقت الحقيقي الكمي (qRT-PCR):تم استخراج مجموع الحمض النووي الريبي منكبديونسيج كلويتجانس باستخدام RNeasy Purification Reagent (Qiagen ، فالنسيا ، كاليفورنيا) ، وفقًا لتعليمات الشركة الصانعة. تم استخدام الرحلان الكهربائي للهلام لتقييم جودة الحمض النووي الريبي المستخرج. تم تصنيع First-strand cDNA من 4 ميكروغرام من إجمالي الحمض النووي الريبي باستخدام Oligo (dT) 12-18 التمهيدي و Superscript ™ II-RNase Reverse Transcriptase. تم تحضين هذا الخليط عند 42 درجة لمدة ساعة واحدة ، وتم شراء المجموعة من SuperScript Choice System (Life Technologies ، Breda ، هولندا). باستخدام PCR في الوقت الحقيقي (RT-PCR) مع SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems ، Foster City ، CA USA) وفقًا للطريقة التي ذكرها Livak و Schmittgen ، تم تطبيع التعبير الجيني لكل عينة للتعبير عن - الأكتين على النحو التالي:

تحليل التجلط المناعي:تم استخدام متجانسات كبد الفئران والكلى لتحليل النشاف الغربي على النحو المحدد سابقًا بواسطة Mingone et al. 32 باستخدام عازلة تحلل التجانس (Sigma-Aldrich ، St. تم استخدام مجموعة اختبار BCA (Thermo Fisher Scientific) لقياس محتوى البروتين الكلي في المحللة ، ثم تم تحميل كل عينة على 8 في المائة من كبريتات دوديسيل الصوديوم - بولي أكريلاميد هلام الكهربائي (SDS – PAGE) ونقلها إلى غشاء النيتروسليلوز (Amersham Bioscience ، بيسكاتواي ، نيو جيرسي ، الولايات المتحدة الأمريكية) باستخدام جهاز نقل شبه جاف (بيو راد ، هرقل ، كاليفورنيا). تم تحضين الأغشية باستخدام محلول مانع للحليب خال من الدسم بنسبة 5 في المائة يحتوي على 1 0 مليمول تريس- حمض الهيدروكلوريك (الرقم الهيدروجيني 7.4) ، و 150 ملي مول كلوريد الصوديوم ، ومحلول ملحي محمي بتريس بنسبة 0.05 بالمائة توين - 20 (TBST) في 4 درجات ، بين عشية وضحاها. تم بعد ذلك غسل الأغشية باستخدام TBST واحتضانها بأجسام مضادة لكل من الأجسام المضادة لـ SIRT1 ، و anti-p -38 ، و anti-pp -38 (Thr180 / Tyr182) (1: 500 ، Cell Signaling Technologies ، Danvers ، MA) ، بين عشية وضحاها على شاكر الأسطوانة بدرجة 4. تم إجراء التجلط المناعي باستخدام الجسم المضاد الأولي المشار إليه متبوعًا ببيروكسيداز الفجل المناسب (HRP) - الغلوبولين المناعي للماعز المقترن (Amersham Biosciences). تم إجراء الكشف عن اللمعان الكيميائي باستخدام مجموعة الكشف Amersham ، وفقًا لبروتوكولات الشركة المصنعة ، وتعرض لفيلم الأشعة السينية. تم قياس مستويات البروتين من خلال تحليل قياس الكثافة للأشعة السينية باستخدام مقياس كثافة الليزر (الأدوات الحيوية). تم تحديد النتائج بعد تطبيع تعبير بروتين اكتين (كبروتين التدبير المنزلي).

فحص الأنسجة

تم تثبيت عينات من أنسجة الكبد والكلى في محلول فورمالديهايد بنسبة 10٪ وإدخالها في البارافين بالطرق القياسية. الأنسجة المقطعة عند 3- ميكرومتر ، تمت معالجتها بصبغة الهيماتوكسيلين إيوزين (H&E). تم فحص المقاطع الملطخة تحت المجهر الضوئي. تم تسجيل التغيرات النسيجية المرضية للخلايا الكبدية ودرجة تسلل الخلايا الليمفاوية المحيطة بالقشرة وفقًا لراموس وآخرون .34.كلويتم تسجيل الآفات وفقًا لـ Zhang et al. 35

الكبديتم تسجيل الآفات وفقًا للمعايير التالية:

تحاليل احصائية

تم إجراء المقارنات بين المجموعات المختلفة عن طريق تحليل التباين بطريقة واحدة (ANOVA). إنه تحليل إحصائي معلمي يقارن التباين بين المجموعات وداخلها لقياس الاختلافات بين مجموعتين أو أكثر. تم إجراء جميع التحليلات الإحصائية باستخدام برنامج الحزمة الإحصائية SPSS (البرنامج الإحصائي للعلوم الاجتماعية) (SPSS® Chicago ، IL ، USA) الإصدار 15. 0 البرنامج. تمثل كل قيمة متوسط ​​الانحراف المعياري الذي تم جمعه من ثمانية حيوانات في كل مجموعة. تم اعتبار الفرق بين الوسيلة مهمًا في P <0.>

نتائج

تأثير الموافقة المسبقة عن علم على الإجهاد التأكسدي الكبدي والكلوي:أما بالنسبة لتأثيرات RES و IR علىكبديحالة الإجهاد التأكسدي ، ترتبط الزيادة الملحوظة في محتوى MDA في الكبد بتثبيط واضح في أنشطة الميتوكوندريا لـ SOD و CAT و GSH-Px و GR في مجموعات RES و IR مقارنة بمجموعة التحكم. قلل العلاج PIC بشكل كبير من الارتفاع الناجم عن RES و IR في محتويات MDA الكبدية واستعادكبديتمت ملاحظة أنشطة الميتوكوندريا الخاصة بـ SOD و CAT و GSH-Px و GR في مجموعات PIC بالإضافة إلى RES و PIC بالإضافة إلى IR مقارنةً بمجموعات RES و IR غير المعالجة (الجدول 1).

فيما يتعلق بتأثيرات الموافقة المسبقة عن علم ضد RES و IR المستحثةإصابة كلويةالمؤشرات الحيوية السمية الكلوية. تم تقييم مستويات اليوريا والكرياتينين في الدم. أظهرت النتائج المعروضة في الجدول 1 ارتفاعًا ملحوظًا في مستويات اليوريا والكرياتينين في الدم ، مصحوبًا بارتفاع في محتوى MDA الكلوي ، جنبًا إلى جنب مع تثبيطكلويأنشطة SOD و CAT و GSH-Px و GR للميتوكوندريا في مجموعات RES و IR مقارنة بمجموعة التحكم. من ناحية أخرى ، عكست PIC هذه التأثيرات لأنها قللت بشكل كبير من مستويات اليوريا والكرياتينين في الدم وكذلك محتوى MDA الكلوي. علاوة على ذلك ، تسببت إدارة الموافقة المسبقة عن علم في ارتفاع كبير في أنشطة SOD و CAT و GSH-Px و GR في الميتوكوندريا الكلوية في مجموعات PIC بالإضافة إلى RES و PIC plus IR ، مقارنة بمجموعات RES و IR (الجدول 1).

تأثير Piceatannol على علامات الالتهاب ووظائف الكبد والكلى

أنشطة إنزيمات الكبد في الدم. تم إجراء AST و ALT و ALP لتحديد مدى إصابة الكبد الناجمة عن إعطاء reserpine (RES) والتعرض للإشعاع المؤين (IR). في الجدول 2 ، زيادة كبيرة في أنشطة مصل AST و ALT و ALP في مجموعات RES و IR ؛ بالمقارنة مع عنصر التحكم ، يتم عرضه. من ناحية أخرى ، فإن علاج الجرذان RES و IR مع PIC صحح بشكل كبيرإصابة الكبدالمستحثة بواسطة كل من المواد السامة في أنشطة مصل AST و ALT مقارنة بمجموعات RES و IR غير المعالجة (الجدول 2). كما هو معروض في الجدول 2 ، أظهرت مجموعات RES و IR ارتفاعًا ملحوظًا في مستويات المصل من IL -6 و TNF- ، مقارنة بفئران التحكم. بشكل ملحوظ ، أدى إعطاء PIC لمجموعات RES و IR إلى خفض مستويات المصل IL -6 و TNF بشكل ملحوظ في مجموعات PIC plus RES و PIC plus IR ، مقارنة بمجموعتهم الضابطة المقابلة.

تأثير علاج الموافقة المسبقة عن علم على التغيرات الكبدية والكلى بالميتوكوندريا في الجرذان المعرضة لـ RES أو للإشعاع

تم تقييم نشاط إنزيم مركب الميتوكوندريا I ومحتوى ATP كعلامات لكل من الكبد ووظائف الميتوكوندريا الكلوية. كل من حقن ريزيربين والإشعاع

تسبب التعرض في انخفاض كبير في الكبد والميتوكوندريا الكلويةمحتويات ATP والنشاط الأول المعقد ، مقارنة بالمجموعات غير المعالجة (الجدول 3). ومع ذلك ، أظهرت المجموعات المعالجة بالموافقة المسبقة عن علم زيادة كبيرة في كل من نشاط نازعة الهيدروجين الميتوكوندريا (المركب -1) ومحتوى ATP.

تأثير الموافقة المسبقة عن علم على علامات موت الخلايا المبرمج الكبدي والكلويوانعكس الخلل الوظيفي في الميتوكوندريا أيضًا في حالة واضحة لـكبديوكلويموت الخلايا المبرمج الخلوي. أشارت البيانات المعروضة في الجدول 4 إلى أن كل من RES و IR زاد بشكل كبير من محتويات الأنسجة الكبدية وكلويالسيتوكروم ج وكاسبيز -3 مقارنة بمجموعة التحكم. تم تسجيل تناقصات كبيرة في مجموعة الموافقة المسبقة عن علم بالإضافة إلى الأشعة تحت الحمراء (الجدول 4). في حالة مجموعة PIC plus RES ، لوحظت تحسينات جزئية لكن ذات دلالة إحصائية ، مقارنة بمجموعة RES.

نظم علاج PIC جزيئات إشارات الخلايا الكبدية PGC -1 / p38، كما هو موضح في الشكل 1 أ إلى د ، تسبب كل من RES و IR في انخفاض عميق في تعبير البروتين عن الكبد وكلوينشط p38 (p-p38Thr180 / Tyr182) كما يتضح من التناقص في تعبير p-p38 / t-p38. ترافق ذلك مع انخفاض كبير في الكبد وكلويالتعبير الجيني ومستوى البروتين PGC -1 كما هو موضح في مجموعات RES و IR ، مقارنة بمجموعة التحكم. أدى علاج PIC إلى تحسين التعبير RES و IR الناجم عن الاضطراب الناجم عن البروتينات الكبدية والكلوية p38 و PGC -1 عند مقارنتها بمجموعات RES و IR غير المعالجة ؛ على التوالي (الشكل 2 أ-د). على المستوى الجزيئي ، انخفضت مستويات SIRT -1 mRNA وتعبير البروتين بشكل ملحوظ في مجموعات RES و IR المعالجة ، مقارنةً بمجموعة التحكم. جدير بالذكر أن إعطاء الموافقة المسبقة عن علم أدى إلى تحسن في الكبد وكلويSIRT -1 التعبير الجيني ومستويات البروتين ، مقارنة بمجموعات RES أو IR (الشكل 3 أ-هـ).

مناقشة

بحثت الدراسة الحالية في التغيرات في آلية التكوُّن الحيوي للميتوكوندريا التي تحدثها جرعة واحدة من التعرض للإشعاع ، مقارنةً بتلك التي ينتجها ذيفان الميتوكوندريا التقليدي. reserpine ، التسمم عن طريق تحريض حالة من الإجهاد التأكسدي إلى جانب التغييرات اللاحقة لكل من وظائف الميتوكوندريا في الكبد والكلى. بخلاف الإجهاد التأكسدي ، هناك مجموعة متنوعة من الآليات المقترحة التي قد تسبب إصابات الأنسجة ، مثل تضخيم التفاعلات الالتهابية ، والتناوب في التعبير الجيني ومسارات الإشارات الخلوية ، وتحريض موت الخلايا المبرمج.

في هذه الدراسة ، أشارت محتويات الأنسجة المرتفعة بشكل ملحوظ من بيروكسيدات الدهون وأكسيد النيتروجين مع تثبيط كبير لأنشطة SOD و CAT و GPX و GR إلى التسمم الفسيولوجي الناجم عن الإشعاع والريزربين في أنسجة الكبد والكلى. تسببت هذه الاضطرابات في حالة إشارات الأكسدة والاختزال في حدوث خلل وظيفي لاحق في كل من الكبد والكلية كما ينعكس من خلال التغييرات الملحوظة في المؤشرات الحيوية لوظائف الكبد ؛ ALT و AST و ALP بالإضافة إلى ملفاتوظيفة الكلى؛ اليوريا في الدم والكرياتينين مقارنة بمجموعة التحكم. تم الإبلاغ عن نتائج مماثلة في دراسة مصطفى وآخرون

إحدى الآليات المحتملة لهذه الارتفاعات هي الاضطراب الناجم عن RES لخلية نفاذية غشاء البلازما ، وتسرب الخلايا الكبدية لهذه الإنزيمات إلى المصل. في الكلويالنوى والخلايا ، وبالتالي إحداث تغييرات في الإشارات داخل الخلايا مع ما يترتب على ذلكإصابة كلوية.

بعد إعطائه الجهازي ، يتم توزيع ريزيربين على الأنسجة بناءً على تدفق الدم ، ويخترق أغشية الخلايا بسهولة ثم يرتبط بمكونات الغشاء داخل الخلايا ، لا سيما تلك الغنية بالفوسفوليبيدات ، مما يشكل مقاربات تحفز على تثبيط غير متماثل لامتصاص أحادي الأمين ، 40 مع ما يترتب على ذلك من مادة مؤكسدة حالة الإجهاد بسبب عمليات أكسدة تلك الأمينات الأحادية بواسطة أوكسيديز أحادي الأمين .41 أيضًا ، يؤدي تراكم بيروكسيدات الدهون في الأنسجة إلى حدوث حالة التهابية تتداخل مع وظائف الميتوكوندريا في العديد من الأعضاء بما في ذلك الكبد والكلى.

في العمل الحالي ، والإفراط في إنتاج ROS ؛ الناتج عن التحلل الإشعاعي بالماء في الأنسجة الناجم عن الأشعة تحت الحمراء ، وإصابة الميتوكوندريا المؤكسدة التي يسببها RES ، يمكن أن تتفاعل مع الجزيئات الكبيرة والأهداف الأساسية الأخرى التي تؤدي إلى انحلال ذاتي واضح في الميتوكوندريا مما يؤدي إلى موت الخلايا المبرمج للخلايا الكبدية بوساطة الميتوكوندريا كما تؤكده الزيادة الكبيرة فيالكبد والكلىيظهر نشاط السيتوكروم ج وكاسبيز -3 في النتائج الحالية. علاوة على ذلك ، تم التأكيد هنا على السمية الكبدية والسمية الكلوية في الفئران المعالجة بالأشعة تحت الحمراء والأشعة تحت الحمراء من خلال النتائج المرضية النسيجية (الشكلان 4 و 5).

بالاتفاق مع ما سبق ، أوضحنا في هذه الدراسة أن reserpine قلل بشكل كبير من مستوى ATP وأنشطة المركب المعتمد على السكسينات I و Sirt -1 و PGC -1 و p38 MAPK ، مما يشير إلى خلل في سلسلة الجهاز التنفسي للميتوكوندريا في الكبد وأنسجة الكلى.يمكن أن يُعزى هذا إلى زيادة تراكم الدهون الذي يؤدي إلى التنظيم المنخفض لـ SIRT1 ، والذي بدوره يقلل من التعبير عن جينات الأكسدة في الكبد والكلى.

تشترك كينازات البروتين المنشط بالميتوجين (MAPK) في حلقة تنشيط تتكون من ERK -1 و ERK -2 و JNKs و p38 kinase ، وهي حلقة يتم تنظيمها بواسطة آلية خلوية تعتمد على البيئة المتأثرة من خلال محفزات الإجهاد اللاأحيائية التي يحتمل أن تكون ضارة. 45 ذكر تحقيق حديث لـ Park et al. 46 أن RES تسبب بشكل كبير في MAPK ، لكنه منع الفسفرة p38 ، والذي لوحظ في البيانات الحالية لـأنسجة الكبد والكلى.

قد تكون المستويات المتغيرة من السيتوكينات المتداولة مؤشرات حيوية تنبؤية غير جراحية للنتائج السريرية التي يسببها العلاج الإشعاعي لمرضى السرطان. وقد أفادت دراسات مختلفة أنه في ظل الظروف الالتهابية ، تلعب السيتوكينات دورًا رئيسيًا في مستويات المحور p38 / PGC -1 المتغيرة. 48 في دراستنا ، حفز RES و IR استجابة التهابية انعكست من خلال ظهور السيتوكينات TNF- و IL -6 بمستويات منخفضة من p38 / PGC -1 مقارنةً بالتحكم المقابل ، مما يشير إلى تورط ص 38 AMPAK بتنسيقإصابة الكبد والكلى. أفاد ثابت وزملاؤه 49 أن تثبيط PPAR- / p38 في خلايا الكبد أدى إلى زيادة تنشيط السيتوكينات ، مما أدى إلى ارتفاع في تعبير الكيموكين لتجنيد الخلايا الالتهابية ، مما أدى إلى موت الخلايا المبرمج للكبد. الآليات المقترحة ؛ قد يسبب RES إصابة خلايا الكبد عن طريق

تكامل تكاثر الشبكية الإندوبلازمية الملساء ، والريبوسومات ، وتلف الميتوكوندريا. 38 PGC -1 يلعب دورًا محوريًا في التكوين الحيوي للميتوكوندريا في العضلات والهيكل العظمي 50 والكبد .51 يؤدي حذفه إلى انخفاض محتوى الميتوكوندريا .52 وظائف PGC -1 كعامل نسخ منشط ويشارك في التنظيم المنسق للجينات النووية والميتوكوندريا مثل عوامل الجهاز التنفسي النووية 1 و 2 وعامل نسخ الميتوكوندريا A.53 في الدراسة الحالية ، تم التحقيق في علاج piceatannol لتأثيراته التنظيمية والمحفزة على Sirt -1 / PGC -1 يشارك في التكوُّن الحيوي للميتوكوندريا وبالتالي يؤثر على سلامتها ووظائفها. أظهرت النتائج أن piceatannol قلل من أكسدة الدهون وأكسيد النيتروجين وزيادة نشاط GSH-PX و GR و SOD و CAT في الكبد.

والكلى. يمكن أن تُعزى تأثيرات piceatannol هذه إلى تشابهها الهيكلي مع الريسفيراترول و pterostilbene اللذين تم الإبلاغ عن آثارهما المماثلة في دراسات مختلفة. على سبيل المثال ، تم الإبلاغ عن ريسفيراترول وبتيروستيلبين لزيادة حالة مضادات الأكسدة في الحيوانات المصابة بداء السكري. 54،55 وبالمثل ، تُعزى التأثيرات المضادة للأكسدة للبتروستيلبين إلى تركيبته الفريدة مع مجموعة هيدروكسيليك واحدة ومجموعتين ميثوكسيليك تقومان ببحث ROS56 ؛ المتورطة في بدء والتسبب في العديد من الأمراض

أظهرت النتائج أيضًا أن piceatannol كان قادرًا على تخفيف الاستجابات الالتهابية والاستماتة ضد سمية الأشعة تحت الحمراء و RES في الكبد والكلى. قلل Piceatannol من زيادة علامات الالتهاب ، TNF- و IL -6 والعلامات الأبوطوزية ، السيتوكروم c و caspase -3. علاوة على ذلك ، عزز piceatannol التعبيرات ومحتويات أنسجة البروتينات لـ p-p38 و SIRT1 و PGC -1. في هذا السياق ، تم العثور على البتروستيلبين المشابه هيكليًا للبيسياتانول لحماية الفئران من الإجهاد التأكسدي لعضلة القلب السكري وموت الخلايا المبرمج عن طريق زيادة فسفرة كيناز البروتين المنشط أحادي الفوسفات (AMPK). AMPK / العامل النووي الكريات الحمر 2- العامل المرتبط -2 (Nrf2) / heme-Oxygenase (HO -1) ، 58 ولامتلاك خصائص اعصاب ضد الالتهاب الناجم عن اميلويد من خلال تثبيط NLRP3 / caspase -1 مسار التهاب في الدماغ .59

PGC -1 هو "المفتاح الرئيسي" للتكوين الحيوي للميتوكوندريا الذي يحفز التعبير الجيني للميتوكوندريا وتكرار الحمض النووي للميتوكوندريا. ، مع زيادة مستويات البروتين من PGC -1 ، والذي يعمل على تنشيط المسار المعتمد على SIRT 1- مثل نظير ريسفيراترول على تنشيط SIRT1 mRNA في كليتي فئران اعتلال الكلية السكري .53

زيادة تعبير PGC -1 الناتج عن piceatannol ؛ هنا ، مع تعزيز نشاط إنزيمات مضادات الأكسدة. بالاتفاق مع هذه الملاحظة ، أفاد Rius-Pérez et al.، 60 Valera Alberni و Canto59 أن PGC -1 متورط في تحريض إنزيمات إزالة السموم ROS. وبالتالي ، توقعنا أن قدرة piceatannol على قمع ROS تحسن مضادات الأكسدة وتقليل الاستجابات الالتهابية والاستماتة قد تعمل من خلال مسار إشارات AMPK SIRT1 / p 38-

في الفئران التي عولجت بالموافقة المسبقة عن علم بعد التعرض للأشعة تحت الحمراء و RES ، ترافق انخفاض الإجهاد التأكسدي وعلامات الالتهاب والاستماتة مع تحسن في التكوين الحيوي للميتوكوندريا. تشير المستويات الأعلى من محتوى ATP والنشاط I المعقد إلى تحسين وظيفة الميتوكوندريا. تم تأكيد دور المغير لـ PIC في إصابة الكبد والكلى من خلال تحسين وظائف الكبد والكلى والفحوصات النسيجية المرضية. بسبب وظيفته البارزة كمضاد للأكسدة ، فإن piceatannol (PIC) هو مركب مفيد. اشتقت PIC خواصها المضادة للأكسدة من روابط الإيثيلين المزدوجة ومجموعات هيدروكسيل الفينول. 61 وجد Li et al.62 أن PIC أظهر نشاطًا قويًا مضادًا للأكسدة في إزالة جذور الهيدروكسيل ، بسبب مجموعات هيدروكسيل الفينول الأربعة على حلقة البنزين. أظهر Setoguchi وزملاؤه 63 أن piceatannol أظهر استقرارًا أيضيًا أعلى من الريسفيراترول منذ ذلك الحين ، في إطار تجربتهم ؛ كان منحنى الحرائك الدوائية للبيسياتانول 2.1 مرة أعلى من الريسفيراترول.

تتماشى النتائج التي تم الحصول عليها في الدراسة الحالية مع النتائج السابقة لمن أفاد بأن ثمار الفراولة هي مصدر غني للمواد الكيميائية النباتية التي تنشط مسار إشارات البروتين كيناز المنشط AMP (AMPK) ، والمشاركة في التكوّن الحيوي للميتوكوندريا والدفاعات المضادة للأكسدة. بالإضافة إلى ذلك ، أوضح وهدان وآخرون (67) أن الموافقة المسبقة عن علم بجرعة 10 ملجم / كجم كانت فعالة في علاج إصابة الكلى وتؤكد النتائج التي تم الحصول عليها أيضًا أن علاج PIC (10 ملجم / كجم من وزن الجسم) للفئران المعرضة للسمية الناتجة عن الكادميوم قد كشفت تثبيط الإجهاد التأكسدي عن طريق الانتعاش في مستويات التعبير عن mRNA والبروتين لمسار Nrf2. عن طريق تقليل محتويات الأنسجة من بيروكسيدات الدهون ، NO وتحفيز أنشطة SOD و CAT و GPX و GR ، جنبًا إلى جنب مع تنظيم SIRT1 / p 38- AMPK و PGC -1 si مسار الشخير. ومع ذلك ، فإن بحثنا فيه بعض القيود ؛ على سبيل المثال ، فإن تقييم انتقال نفاذية الميتوكوندريا ، وتقييم محتويات أنسجة السيتوكينات المعقدة II والتهابات ، والفحص المجهري الكيميائي الحيوي والإلكترون النافذ (TEM) لمورفولوجيا الميتوكوندريا من شأنه أن يكون معلمات داعمة لوصف آليات عمل الموافقة المسبقة عن علم بمزيد من التفاصيل.

استنتاج

يمكن أن نستنتج أن piceatannol يحسن التكوين الحيوي للميتوكوندريا ووظائفه من خلال تنظيم اختلال التوازن المؤكسد / مضادات الأكسدة ، والاستجابات الالتهابية والاستماتة ، مما يشير إلى أن الإجراء الوقائي للبيكياتانول قد يكون خطوة إلى الأمام في تطوير العلاج المساعد للمرضى الذين يخضعون للعلاج الإشعاعي.